化学反应工程试卷A(含答案).doc

2013-2014学年第1学期考试试题 （A）卷 课程名称： 化学反应工程 任课教师：罗晓刚 出题教师： 杨小俊 审题教师：闫 福 安 考试方式： （闭） 卷 考试时间：（120）分钟适用专业： 2010英语+化学工程与工艺 题号一二三四五六七总分得分评卷人注意：答案一律按顺序做在答题纸上。一. 名词解释（每小题4分，共24分）。1. 停留时间分布函数2. 全混流3. 反应进度4. 增强因子5. 膨胀率 6. 停留时间分布测定的方法二. 选择题（每小题3分，共21分）1. 在间歇反应器中进行等温一级反应A B， ，当时，求反应至 所需时间t=_秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 5602. 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，应选用_装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜3. 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，则必须满足以下条件 。A移热速率放热速率 B移热速率放热速率随温度的变化率D移热速率随温度变化率副，在相同的操作条件和反应时间下，下列各种反应器所得转化率判断中正确的是 CSTRPFR .CSTRPFR . PFR多级CSTR串联6.平推流反应器Pe, N, 2值分别为 0、0、 1 . 、0、0. 0、0 . 、07. 当反应级数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. 1三. 简答题（每小题10分，共20分）1. 反应器中流体为离析流与混合程度达到最大两种，讨论这两种情况下反应流体的混合状况对一级不可逆反应的反应速率影响。2. 简述气-固相催化反应的宏观过程。四.计算题（共35分）。1. （10分）某气相1级反应A2R+S在等温，等压的反应器中进行，原料含量为75%（摩尔分数），惰性气体25%，经8min后体积增加了1倍，求此时的转化率及该反应在此温度下的速率常数。2. (15分)在一个连续搅拌釜式反应器进行均相反应 A + B P，反应维持在80等温操作，实验测得反应速率方程式为：（-rA）= k CA CB mol/(Ls)，k=2.510-3L/(mols),Q0=200L/min,当反应物A和B的初始浓度CA 0=CB 0=4mol/L,而A的转化率xA0.8时，求此反应器的体积为多大？3. （10分）对不可逆反应A+B R+S ，其机理步骤分别为A的吸附、B的吸附、表面反应、R的脱附、S的脱附5个步骤，请推导出当表面反应为速率控制步骤时的本征动力学方程。2013-2014学年第1学期考试试题 （A）卷答案 课程名称： 化学反应工程 任课教师：罗晓刚 出题教师： 杨小俊 审题教师：闫 福 安 考试方式： （闭） 卷 考试时间：（120）分钟适用专业： 2010英语+化学工程与工艺 题号一二三四五六七总分得分评卷人注意：答案一律按顺序做在答题纸上。二. 名词解释（每小题4分，共24分）。1. 流过系统中的物料中所有停留时间小于t的物料百分率。2. 又称为理想混合或完全，无论有无化学反应，是指流动的理想化模型。基本假定：反应器中的物料，包括刚进入的物料，都能立即完全均匀地混合，即混合程度最大。3. 反应体系中，反应物的消耗量和反应产物的生成量之间存在着定量关系，即所谓反应的化学计量关系。4. 表示有化学反应的吸收速率比单纯物理吸收的速率大的倍数。5. 反应物全部转化后系统体积的变化分率。 6. 脉冲示踪法和阶跃示踪法二. 选择题（每小题3分，共21分）BCCCADD三. 简答题（每小题10分，共20分）1. 答题要点：离析流 r1=k(CA1n+CA2n)/2 混合程度达到最大 r2=k(CA1+CA2)/2)n 当 n=1 时 r1=r2 故流体的混合对一级不可逆反应的反应速率没有影响2. 答题要点：反应物从气相主体扩散到颗粒外表面-外扩散；（2分）反应物从颗粒外表面扩散进入颗粒内部的微孔-内扩散；（2分）反应物在微孔的表面进行化学反应，反应分三步，串联而成： 反应物在活性位上被吸附；吸附态组分进行化学反应；吸附态产物脱附；（2分）反应产物从内表面上扩散到颗粒外表面；（2分）反应产物从颗粒外表面扩散到气相主体。（2分）四.计算题（共35分）。1. （10分）解：首先确定该反应是变摩尔反应，其物质量的变化为A1+2-11=2设未反应时其体积为V0，则反应后其体积为V=V0(1+AyA0XA)由题给条件可知，当反应8min后V=2V0故有VV0=1+AyA0XA=2将有关代入上式解得：XA=66.6%对于一级反应，反应速率方程可表示为rA=dCAdt=kcA=kcA0(1-XA)积分后得kt=ln11-XA将转化率和反应时间代入上式，解