化学反应工程期末考试试题及答案()

XXX大学 化学反应工程试题B（开）卷（答案）2011—2012学年第一学期一、单项选择题：（每题2分，共20分）1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明( )反应(1)对A的反应级数大于反应(2) 反应(1) 对A的反应级数小于反应C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2)2. 2为( )四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值A．1.0 B.0.25 C．0.50 D．0A()P(2)Q2 1 对一平连串反应A(3)R P为目的产物若活化能次序为E<E<E2 1 先高后低 B.先低后高 C．高温操作 D．低温操作-rA1与第二釜的反应速-rA2之间的关系( 。两釜反应温度相同。A．-rA1>-rA2 B．-rA1=-rA2 C．-rA1<-rA2 D.不能确定何者为Da 0.1ruLr

，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（ 。A．4.5 B.5.6 C．3.5 D．4.0固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主发生( )。物理吸附 B．化学反应 C．化学吸附 D．质量传7．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之( )A．(积)密度 B．颗粒密度 C．真密度 D．平均密度8．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一( )。A．平推流反应器 B.轴向流反应器 C.全混流反应器 D.多釜串联反应9．某液相反应，其反应式可写成A+C R+C这种反应称( )A．均相催化反应B．自催化反应 C．链锁反应 D.可逆反应高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜对于其中的气相和液相的流动常可近似看( A．气、液均为平推流 B．气、液均为全混流C．气相平推流、液相全混流 D．气相全混流、液相平推二、填空题（每题5分，共30分）2535℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化k K P K PS A A B Bk K P K PS A A B BK P A AK PP)2B B R RABRr则该反应可能的反应机理为间歇釜反应器中进行如下反应：AP－r ＝kCa1A

A1 1 AA－rA2=k2Ca2A在CA0和反应时间保持不变下降低反应温度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1与E2相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中CP/CS增大，表明反应级数al、a2的相对大小为 。,求得无因次方差20.98,反应器可视为又若求得无因次方差

0.02,则反应器可视为 。先，小釜在后，出口转化率为x ，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x ，两种情况A1 A2下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为 。ab两处的η值大小ab处靠近反应器的出口，并说明理由。一级放热反应，绝热操作二级反应，等温操作r k

C2C0.5P 1 A B三、问答题（每题6分，共12分） r

kC0.5C2,若为使目的产物P的选择性高，应选择：(2)

Q 2 A B(3)

，则反应温度应尽可能采用高温或低温？2

2ABk1PA2Bk2在四段绝热式固定床反应器中进行nn>0，试问哪一段的净转化率最大？哪一段最小？处需加入的冷激剂量多？为什么？（第，2题均为12分，第3题为14分，共38分）1-1，2：HCOCHCH2

HO2

COHCHOHCH2 3该反应对环氧丙烷为一级，对水为零级，反应温度下反应速率常数等于0.98h-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3，环氧丙烷的最终转化率为90%。若采用间歇操作，辅助时间为0.65h-1，2的日产量是多少？-1，2的日产量又是多少？为什么这两种操作方式的产量会有不同？对一闭式反应器进行停留时间分布实验测定，在Q＝300L/min下，得到E(t)～t如下图所示。由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。试根据E(t)函数性质确定并计算：E(t)/min－1（1E(t)/min－1（2）F(t)该反应器体积为多少？多级串联模型参数N为多少？2(5)无因次方差为多少？（6）Pe为多少？t/min

0 10 20．某一级不可逆气固催化反应，在反应温度 150℃下，测得kP=5s-1,有效扩散系DeA=0.2cm2/s。求：0.1mm时，内扩散影响是否已消除？0.8，则颗粒直径应不大于多少？一、1.A2.B3.B4.A 5.B6.C7.B8.C9.B 10.BkE 11ln 2 一、1.A2.B3.B4.A 5.B6.C7.B8.C9.B 10.BkE 11k R T T1 1 2E ( 1 1 )ln28.314 298 308二、1.52894J／mol E 52894 J/mol2.AσAσB22σ2BσAσBσkSRσσ (此步为速率控制步骤）RσRσ3.E1<E2 al>a2 4.全混流反应器活塞流反应器5..xA1<xA2 6.（1）ηa>ηb（2）ηa<ηb三、简答题答：(1)若采用间歇反应釜，其加料方式为 A一次性加入连续滴加若采用管式反应器，其进料方式为 A从反应器进口处加入沿管长多处加入E1>E2，则反应温度应采用高温。答：(1),14段的顺序递减，第一段最大，第二段次之，第三段再次之，第四段最小。(2)1-22-31-22-3段间需要的冷激剂量。四、计算题：1.解：Vr

1m3,rA

kC

,k0.98h1,C 2.1kmol/l,X 0.9A A0 A一级不可逆反应：t

1ln(1xk

)

10.98

ln(10.9)2.35hVrQ0(tt0)Q0(2.350.65)1Q 1/3m3/h0CA0X

2.10.91.89kmol /m3丙二醇的产= 0 A0 AfQ C x 1.891/30.63kmol /h丙二醇的产= 0 A0 Af(2)采用定态下连续操作Q XV 0 Af

Q

0.9 1r k(1X Af

0.98(1 0.9) 所以Q0=0.109m3/h丙二醇的产=0.109 1.89 0.2058 kmol /h4.939 kmol /日因连续釜在低的反应物浓度下操作，反应速率慢，故产量低。2.答1E(t＝-1/200(t-20) (）F(t＝-t2/400+0.1t （）232 1 1多级串联模型参数N＝2 (5)无因次方差 N 2（6）2

2- 2

(1-e-Pe)0.5 Pe Pe2Pe2.56dPdP6kPDeA(1)1

0.00833130.01 56 0.21 1 10.01 56 0.2(2)

tanh3

30.8试差，得＝0.68dP6kPdP6kPDeA

5ddP6dP650.2

0.68dP0.816 cm湖北XX大学化学反应工程试题一、选择题21、气相反应CO+32 C4+O进料时无惰性气体CH以12摩尔比进料，则2K2膨胀因δ=_ 。A.-2 B.-1 C.1 D.2K2CO2、一级连串反应A__C __P,max

K1 P 。

S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度C1K1K K2 C K2C1K1C (A0K

1)K2K

A0[(K/K)1/2

C (A0

2)K2K

A0[(K/K)1/2 A. 2

B. 2 1

C. 1

D. 1 23、串联反A→目的+S，目的产P与副产S的选择性SP=_ 。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0nA. A

nA

nA0 C. nSnS0 D. nRnR04、全混流反应器的容积效η=1.0时，该反应的反应级n 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0P(主)A5、对于单一反应组分的平行反应

)，其瞬间收率 随C 增大而单调下P 降，则最适合的反应器。P A.平推流反应器 B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器 D.全混流串接平推流反应器6、对于反应级n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选。A.平推流反应器 B.全混流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应器7、一级不可逆液相反应A 2R，CA02.30kmol/m3，出口转化率xA0.7，每批操作时t+t0=2.06h，装置的生产能力50000产R/天，MR=60，则反应器的体V为_ _m3。 A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4A 8、在间歇反应器中进行等温一级反A→B，r mol/ls，当CAA 求反应至CA/l所需时t= 秒。A.400 B.460 C.500 D.

/l时，9、一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空ln(K

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1时opt

_。A.

K2K1

K2K1 C. D.2 1KK1 2KK1 210、分批式操作的完全混合反应器非生产性时t0不包括下列哪一2 1KK1 2KK1 2A.加料时间 B.反应时间 C.物料冷却时间 D.清洗釜所用时间11、全混流反应器中个稳定的定常态操作点。A.1 B.2 C.3 D.4A12、全混流反应器的容积效小于1.0时，且随的增大而减小，此时该反应的反应级n__ 。 A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0A13、当反应级n_ _时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜114、轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件无关。A.示踪剂的种类 B.示踪剂的输入方式 C.管内的流动状态D.检测位置对于液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应为提高反应速率应选 装置。 A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜d16催化剂在使用过程中会逐渐失活其失活速率式为 dt应物有强内扩散阻力时为 。

kCmd i

，当平行失活对反A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈117、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点。A.粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度18、属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点。A.粒子与流体间有浓度差 B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度 D.床层径向有浓度梯度19、下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特。A.各参数均为恒值 B.参数值不随床高而变C.参数值与气泡大小无关 D.参数值与气泡大小有关U U20、流化床反应器中的操作气速U

是根据具体情况定的，一般取流化数0

0 mf在 范围内。A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.521全混流反应器进行放热反应时要使反应器操作在稳定的定常态则必须满足以下条A．移热速>放热速率 B．移热速放热速率C．移热速率随温度变化率>放热速率随温度的变化率D．移热速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率22、气固催化反应本征速率是指排除 阻力后的反应速率。l A B R 2 A．外扩散阻力 B．内扩散 C．内外扩散 D．吸附和脱23、等温液相反应A+B→P rp=kCC，2A→R r=kCl A B R 2 P为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高P的收率着眼适宜选用A．间歇釜式反应器和一次性加入； B．全混流反应器C．半间歇釜式反应器一次性加入连续滴加；D．半间歇釜式反应器一次性加入连续滴加。24、乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯大量存在，表明这是一个 反应。K2A．慢速 B．可逆 C．自催化 DK2K125、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应K1A 2 化率xk/kP的收率将A 2

P S若保持相同的转A.增大 B．减小 C．不变 D．先增后减26、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。A.空时τ 反应时t C.停留时t D.平均停留时间27、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线。A.E（t）曲线 B.曲线 C.曲线 D.y（t）曲线28、气固催化反应的内扩散模数，其为特征长度，若颗粒为球形L= 。A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/329、对于反应级n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选。A.平推流反应器 B.全混流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应二、填空题1、化学反应工程是一门研究 的科学。2、化学反应速率式为rKCC，如用浓度表示的速率常数为

，用压力表示的速率A C A B C常数KP，则KC= KP。P()Ap3、平行反应 S()均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择S与 无p关，仅是 的函数。4、对于反应级n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用 反应器为宜。5、对于恒容的平推流管式反应器 一致。6、若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称_ _。7、流体的混合程度常用 、 来描述。8催化剂在使用过程中可能因晶体结构变化融合等导致表面积减少造成_ 失活也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成_ _失活。9、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在_ _时，分子与孔壁的撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为 。10绝热床反应器由于没有径向床壁传热一般可以当作平推流处理只考虑流体流动方上有温度和浓度的变化，因此一般可用 模型来计算。T T11、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt和平衡温度eq，二者的关系 12

。U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始、描述流化床的气泡两相模型，以流化速度Umf通过，而其余部分 则全部以气泡的形式通过。描述流化床的数学模型对于气乳两相的流动模式一般认气_相为平推流而对 相则有种种不同的流型。14、多相反应过程是指同时存在 相态的反应系统所进行的反应过程。15、 是化学反应工程的基础。16、不论是设计、放大或控制都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表个参数间的关系，简_ _。K117、一级连串反K1K2C tK2

S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度P

、opt 。18、着眼反应组K的转化率的定义式_ _。19、一级连串反应ACP

PK1K1K2 、opt

S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度 。A20、化学反应速率式为rA

KCCC A

，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数KP，则KC= KP。21、理想反应器是指 。22具有良好搅拌装置的釜式反应器按 反应器处理而管径小管子较长和流较大的管式反应器按 反应器处理。23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、,24、平推流反应器的返混。25、一个可逆的均相化学反应如果正逆两向反应级数为未知时，采_ 法来求反应级数。26、分批式完全混合反应器操作的优化分析是_ _、__为目标进行优化的。27、轴向分散模型的数学期望值 ，方差_ 。28、测定气-液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的__ _，使反应在动力学区域内进行。29__梯度_ 梯度。30__。31当前用于描述液两相流相间传质的模型有两大类一是按稳态扩散来处理_双膜型_；一是按非稳态扩散处理模型，_ _和_ 。32、在建立数学模型时，根据基础资料建立物料衡算式的一般式为__。33、活化能的大小直接反映_ _对温度的敏感程度。34、生成主产物的反应称为_

，其它的均。35固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体V的球粒子直径表达dv=_ 三、分析解答题1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比（①分反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间（①分停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间（①分由于平推体积流速之比，所以三者相等（②分）2、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？（①分）t=将流入系统的流体切换CA且浓度为A0（①分）同时保持系统内流动模式不变，并在切换A的浓度随时间的变化（①分）对应的曲线为C（，

F(t)

ACA0（②分）3、简述均相反应及其动力学的研究内容？答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。4、对于可逆放热反应如何选择操作温度？度曲线相应降低温度；2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。5、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；2）反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；4）气相产物向气相主体扩散。6、简述固定床反应器的优缺点？1）催化剂在床层内不易磨损；2）床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力；3）固定床中的传热较差；4）催化剂的更换必须停产进行。k1k1A7、对于反应

r kC E r k S，R 1 A其活化能为S

A，其活化能为

E E2，当1E＞2时如何选择操作温度可以提高产物的收率？rS R

k

eE1

/

kC C

EEe2 1CR r答：对于平行反应

k eE220

RT/RT A k20

A E，所以，当1

E2时应尽可能提高反应温度，方可提高R的选择性，提高R的收率8、简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？1）以U

的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流动速度U0U

通过，而其余部mfmfmf分以（U0-Umfmf

）则全部以气泡的形式通过；2）床层从流化前的高度L

增高到流化时的f高度L，完全是由于气泡的体积所造成；3）气泡相为向上的平推流，大小均一；4）反应完全在乳相中进行；5）气泡与乳相间的交换量Q为穿流量q与扩散量之和。f9、简述双膜理论？组分是通过在气膜和液膜内的稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双膜分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。10、简述理想反应器的种类？通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。11、简述气固流化床反应器鼓泡床模型的特点？答：假定床顶出气组成完全可用气泡中的组成代表，而不必计及乳相中的情况，对气泡的组成进行计算便可以达到反应的转化率12、简述理想反应器的种类。答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间一、1.A 2.A 3.C 4.B 5.B 6.A 7.C 8.B 9.D 10.B 11.B 12.D 13.D 15.C 16.C 17.A 18.A 19.C 20.B 21.C 22.C 23.D 24.B 25.A 26.A 27.B28.D 29.A二1.化学反应的工程问题2.(RT)()3.浓度温度4.平推流5.平均停留时间、反应时间、空时6.微观流体7.调匀度S 流体的混合态8.物理化学9.0.1um 努森扩散10.拟均相一维11.三传一反

T Teq Teq opt

RE E2

Eln 2E1

0

mf 13.气乳14.两个或更多15.k [k 1

/(

k1

ln(k2

/k)1

n n K0 K16.数学模型17.k2

k k2 1

K n18. K0k [k 1

/(

k1

ln(k2

/k)119.k2

Q Q

k k2 dQr

20.dQG

(RT)()21.全混流反应器、平推流反应器22.全混流平推流23. G r最低

dT dT 24.0 25.初始速率法 26.平均生产速率最大生产经费27.28.扩散阻力29.温度浓度30.聚式流化床31.更新模型32.=++累积量33.反应速率34.主反应副反应35.(6V/3单项选择

化学反应工程期末试题A→P→P浓度最大时的最优空。 。时optln(K2

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1KK

KK

D.2 1 2 1 1 2 1 22 1KKKKη1.0时，且随着A2 1KKKKn 。 A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0当反应级n 时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件无关。A.示踪剂的种类 B.示踪剂的输入方式 C.管内的流动状态D.检测位置对于气液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选置。A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜dkCmd催化剂在使用过程中会逐渐失活其失活速率式为 dt d i 当平行失活对反应物有强内扩散阻力时。 A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点。A.粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点。A.粒子与流体间有浓度差 B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度 D.床层径向有浓度梯度下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特。A.各参数均为恒值 B.参数值不随床高而变C.参数值与气泡大小无关 D.参数值与气泡大小有关U0

U U 流化床反应器中的操作气速

是根据具体情况定的，一般取流化数0 mf在范围内。 A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.5简答题简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？3.简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？简述固定床反应器的优缺点？简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？简述双膜理论？计算题醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2k916

4.65s1,k2

3.74s1，试计算：分)在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性（4分）A→P8510m3的釜式x 9反应器中进行，若最终转化率为A ，设该反应的处理量1.823/，今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？3. (A) (P) (S)CH k CHCl k CH6 6 1 6 5 3 6 4 2dC反应速度 dt

kC1

dCPA；dt

kC

k2

P，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混S k,PPVv 1(h),C C 0C /l0 P0 S0 , A0 。

1.0(h1)k,2,

0.5(h1)，4.有一个反应器测其方差

2112.5min2,t15mint A A 串联模型来描述，并在这个反应器中进行液相反A+B→2，已知r kCC A A 1/ C C 1/ A0 B0 ， ，求反应器的出口转化率？5.

28.971用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置中的脉冲实验，已知t ，t26.187k 0.15求N（3分）推算一级不可逆等温反应的出口转化率分）二、1.D2.D3.D4.C5.C6.C7.A8.A9.C10.B1.空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比（1分）入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间分停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间分由于平推流反应（2分）2阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统分t=将流入系统的流体切换为含ACA1分）的浓度随时间的变化（1分）（，CCF(t) ACA0（2分）分（2）反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；1分（3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；1分(4)气相产物向气相主体扩散。1分4.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器（1分）1）催化剂在床层内不易磨损（分（）床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反分（）1分（）催化剂的更换必须停产进行1分）

的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流动速度U0U

通过，而其余部mfmf分以（U0-Umf

）则全部以气泡的形式通过；1分（2）床层从流化前的高度L

增高到流化时fmf的高度L分（3）1分fmf6.液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜（分）而把气液（1分（1分分（1分Cx和y，初始为A0，则dxk(Cdt 1 A

xy)

dykdt 2

xy)相加得

d(xy)(kdt 1

k)(C

xy)d(xy)

(k

k)dt ln CA

(k

k)tA将其积分C (xy) 1 2A

C (xy) 1 2A01 199%

xy0.99CA0

t4.653.74ln10.99

0.549sSP瞬时选择性为

dx xk1dy 积分得y k21

4.65 Sx55.4%3.74 y解：由于两等体积釜串联，则C CC A0

)2 A0 1 2

A,N

k)N i C∴i A2∴x CA0CA2

1 A20.95C而A CC而A0V

CA0

(1ki

)220i

1.006h 由i

iVi0

vi

1.0061.821.83m3反应器的总容积为V2Vi3.66m33.解：等容积釜串联应12 121/0.5h对第二个全混流反应器作物料衡算V0(CA1CA2)k1CA2V2C C CA0A2 1k12

K1

)2 K1

k1

k1

0.5对于P

V(C C )V(kC kC )0 A2 2 1 A2 2 P21C 1C A0

KC1 A0∴P2 K∴1

)2(1K2

) K+1+

)(1K2

)2 K2

k2

0.25C 1 0.444mol/lA2 0.5)2C 0.5

0.5P2C∴S

0.5)20.25) 0.5)(10.25)2CP21-(0.4440.391)CS2

0.3910.165

2.372 112.5 12 t4.解： t

152

0.5

NN2t 15

7.5min则每个反应器的停留时间为 N 2对第一个釜进行物料衡算

C CA0

(r

C kC21整理得7.5C

C 10 C解得解得

0.30mol/l同理对第二个釜进行物料衡算

C C (r C kC2A2 A2 2 A2 A2 2C 0.144mol/l

C C A0 A

10.144 85.6%解得A2

A C 1A022t2

8.9710.234 N

1 4.275.解：

t2 6.1872 2ktx 1 1 0.566ktA取N=4

(1

N)N化学反应工程期中复习题填空题化学反应工程中三传一中的三传是、 、 。化学反应过程按操作方法分、 、 操作。活化能的大小直接反映对温度的敏感程度。K1K2一级连串反应A P S在全混流釜式反应器中，则目的产K1K2C C P,max 、opt 。生成主产物的反应称，其它的均。P(主)A如果平行反应 。

S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性SP应对于恒容的平推流管式反应、 、 一致。全混流反应器的空与 之比。

A k1 k2

T ，使反应速率最大的反应温度opt 。对于循环操作的平推流反应器，当循环时反应器内返混，而则反应器内返混。单项选择)A如果平行反应 )均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性SP应 。A.提高浓度 B.提高温度 C.降低浓度 D.降低温度2.气相反应2A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A= 。24A.-1 B.-1/2 C.1/2 D.12423.气相反应CO+3H2则膨胀因子

CH+HOCOH2以1∶2摩尔比进料，A.-2 B.-1 C.1 D.2全混流釜式反应器最多可能个定常态操作点。A.1 B.2 C.3 D.4对于反应级n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选。A.平推流反应器 B.全混流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应器全混流反应器的容积效η=1.0时，该反应的反应级n 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0K1K2一级连串反K1K2。C 。P,max

S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度K K2 C

K K2 CKKC ( 1)K2K11

A0

( 2)KK A02A0K2[(K2

/K)1/21]21

2 11A01

[(K/K)1/21]2D.1 2D.AA→rA

0.01C2mol/ls CA，当A0A，当

1mol/l时，求反应至CA/l所需时t= 秒。A.8500 B.8900 C.9000 D.9900A 在间歇反应器中进行等温一级反A→r mol/ls，当CA0/l时，求反应至CA/l所需时t= A A.400 B.460 C.500 D.560对于自催化反应，最合适的反应器。A.全混流反应器 B.平推流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应器简答题简述均相反应及其动力学的研究内容？简述理想反应器的种类？k1 RAk3. 2

S r kC2

E r kC E E对于反应

R 1 A

；S 2 A，其活化能为2，当12＞E时如何选择操作温度可以提高产物的收率？2简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？IV.计算题醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2已知在916℃时k1

4.65s1,k2

3.74s1，试计算：分)在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性（4分）在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：RCH2OH(g)RCHO(g)H2(g)反应速率常数0.082l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×105Pa，求将20%的RCH2OH分解所需时间；RCH2OH20%所需的时间。0.75m35.0m2的一级不可逆的液相反应，其速率常数 5525.9k1.0788109ep T

(h1

，反应热

(H

)20921J/r

，原料液中A的C 0.2mol/l C 2.929浓度A0 但不含反应产R此原料液的密ρ=1050g/定压比热Pv 3m3/hJ/g·℃。要求原料液的进料流率为0 ，反应器出口的反应液中C 0.04mol/lA U=209.（KJ/2·h·℃25℃。试T求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度。T0AA设某反应的动力学方程为r 0.35C2mol/ls，的浓度为/l时，达A的残AA余浓度0.01mol/l，需多少时间？1.质量传递、热量传递、动量传递2.分批式操作、连续式操作、半分批式3.反应速率4.[(K

CA0/K)1/21]2

1KK、 5.主反应、副反应6.提高温度7.平均停留时间、反应时间、KK2