08-09反应工程B（答案）

1、 化学与化学工程 学院 化学工程与工艺 专业 06 级 班 姓名: 学号: 20082009学年春季学期期末考试试题。-密-封-线- 北方民族大学试卷题目一二三四总成绩复核得分阅卷教师课程代码： 13100240 课程： 化学反应工程 (b卷)说明：可携带公式表和计算器一、填空题（每空2分，共20分）1、速率方程式有 双曲函数 和 幂级数 两种形式。2、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_qr=qg_ 、_。3、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_扩散阻力_，使反应在动力学区域内进行。4、气相反应2a + b 3p + s进料时无惰性气体，a与b以2

2、1摩尔比进料，则膨胀因子=_1/2_。5、气固催化反应的内扩散模数 ，其中为特征长度，若颗粒为球形则= r/3 。6、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为_努森扩散_。7、非理想流动模型中，多釜串联模型的参数是 釜数n ；轴向扩散模型的参数是 彼列克数pe 二、判断题（正确的请打，错的打，全打一种符号的不得分，每小题1分，共15分）1按化学反应的机理，可将化学反应分为基元反应和非基元反应。（）2单程转化率是以进口物料作为计算基准。（ ）3如果要求反应物的浓度低，以获得高的选择性，管式反应器优于釜式。（ ）4惰性气体的

3、存在对气相反应的膨胀因子没有影响。（ ）5离析流模型中流体粒子之间不存在任何形式的物质交换。（ ）6扩散准数pe的数值不同，反映了返混的程度。（ ）7流体粒子在系统进口处有出无进，在出口处有进无出的系统称为闭式系统。（） 8对一级不可逆等温恒容反应，采用多级釜式反应器串联时，要保证总的反应体积最小，必要条件是各釜的反应体积相等。（ ）9间歇反应器的反应体积只与处理量和反应时间有关。（ ）10在循环反应器中，循环流仅仅影响反应器进口的物料浓度。 （ ）11当反应级数大于1时，微观混合使平均反应速率下降。（ ）12对于平行反应而言，主反应的反应级数小于副反应时，内扩散使反应选择性降低。（ ）13同

4、一催化剂，所用的反应温度越低，催化剂活性越好，消除外扩散影响所须的流体质量速度越大。（）14热点温度处，dt/dxa=0，dt/dz=0。（ ）15实验室催化反应器要求等温操作，同时反应气体保持理想流型。（ ）三、分析论述题（第1题5分，第2题6分，第3题11分，共22分）1、简述朗格缪尔理想吸附的基本假设，并写出单分子理想吸附的等温方程式。答：langmuir理想吸附模型（1）催化剂表面是均匀的，即具有均匀的吸附能力，每个活性位都有相同的吸附热和吸附活化能；（1分）（2）吸附分子间没有相互作用；（1分）（3）吸附和脱附可以建立动态平衡（1分）单分子理想吸附的等温方程式：（2分）2、简述下图所

5、反映出的关于间歇及连续釜式反应器进行连串反应时转化率和收率间的规律。 答：无论k2/k1为何值，在相同的转化率下，间歇釜的收率总是大于连续釜的收率，而且随着k2/k1值的减小，这种差异越大。（3分）无论间歇操作还是连续操作，釜式反应器的收率总是随k2/k1的减小而增大的。（3分）3、(1) co（a）+=co(2) h2（b）+=h2(3) co+2h2=ch3oh+2(4) ch3oh=ch3oh（r）+推导当控制步骤分别为(1)时的反应动力学方程。解：控制步骤为(1)时，四、计算题（第1题13分，第2题20分，第3题10分，共43分）1、反应a+br+s，已知vr=0.001m3，物料进料

6、速率q0=0.510-3m3min-1，ca0=cb0=5molm3，动力学方程式为ra=kcacb，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积vr=0.001m3，可达到的转化率为多少?解：（1）平推流（2） 全混流（3）2、有一有效容积vr=1m3，送入液体的流量为1.8m3hr-1的反应器，现用脉冲示踪法测得其出口液体中示踪剂质量浓度变化关系为：t/min01020304050607080c/kgm-3036543210求（1）其停留时间分布规律，即

7、f(t)，e(t)， （2）若在此反应器中进行ad反应，已知ca0=25molm-3，动力学方程为ra=0.05ca molm-3min-1用轴向扩散模型拟合，求模型参数pe，并用该模型预测反应物a出口转化率。解：示踪法求停留时间分布规律t/minc/kgm-3cf(t)e(t)tct2c000000010330.1250.1253030020690.3750.2501202400305140.5830.2081504500404180.7500.1671606400503210.8750.1251507500602230.9580.0831207200701241.00.042704900800241.00002480332003、异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为p=1.