反应工程期末试卷

1、线订装线封密兰州交通大学试卷（主卷）课程名称：化学反应工程A教学班中学生序号:分评题号一一三四五总分得分阅卷人学号:姓名:班级:复查人签名:核分人签名:号学:名姓点端两线黑过超得不下上：求要写书题考:级班Ca,空间时间为A. -A0- (1k)22 2cA0 C.2 kD. 六一、选择填空（每小题2分，共30分）1、丁烷在700C,总压0.3MPa条件下的热分解反应：C4Hio （A） -2c2H4 （B） + H2 （C）原料气中含有10%的甲烷，假设甲烷不分解，则丁烷进料流量为Vo=300m3h-1且转化率为xa=60%时，反应器出口体积流量 V= （） m3h-1。A.120 B.300

2、 C.324 D. 6242、二级液相反应 A - R,在反应的第一分钟内 A的浓从2.0mol/L下降到1.5mol/L, 则速率常数 k= （） L mol-1 min-1。A. 0.0028 B. 0.167 C. 0.5 D.条件不足，无法计算3、关于平推流反应器的物理模型，以下不正确的是（）。A.反应器内无返混，所有物料通过反应器的时间相同B.垂直于流体流动方向的同一截面，不同径向位置的组成和温度是一致的C.定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置而变，不随时间改变D.反应器内无轴向返混，但在径向有返混，且物料通过反应器的时间相等4.直径和高均为a的圆柱形催化剂粒子，具比表面当量直径

3、ds=（）。A. a B. - aC.旦d.2 a22a65 .在反应器设计物料衡算式中，关键组分积累量为零的反应器为（）。A. PFR 和 CSTR B. BR 和 CSTR C. PFR和 BR D. PFR, CSTR 和 BR6 .催化剂的密度Pp = 0.8g /cm3 ,床层空隙率名b= 0.4 ,则床层密度Pb=（,3g / cm 。A. 0.32 B. 0.48 C. 0.75 D. 1.337 .对于连串反应2AP-S,如果A的起始浓度CA0=1.2kmol/m3,反应结束时反应混合物中A的浓度为CA=0.2kmol/m3, P的浓度为0.4kmol/m3,则瓦二（）。A.

4、0.2 B. 0.4 C. 0.8 D. 1.08 .下列关气-固流化床反应器正确的陈述是（）。A.在气流的搅动下，流化床内一般呈散式流态化8 .流化床内催化剂颗粒粒径小，因而可以忽略催化剂内扩散C.初始流化速度和逸出速度均指气体真实流速D.气泡相内只有气体，没有固体9 .在全混流反应器中进行等温液相一级不可逆反应，进口浓度为Cao ,出口浓度为,现在原反应器上串联一个相同的反应器，其它条件不变，则出口浓度变为（10 .在均相反应器中进行如下平行反应:A + B P (目的产物)p=cAcbA-2-> S （副产物）%=2Ca为了提高主产物的收率，宜选择的操作方式为（）。A.采用半连续反

5、应器，反应物 A分次加入B.采用平推流反应器，B分次加入C.采用全混流反应器，A和B同时加入D.采用全混流反应器与平推流反应器的串联组合11.实验测得某固体催化剂的速率常数 k=0.1s-1,有效扩散系数De=0.004cm2 . s-1,共6页 第1页共6页第2页线订装线封密兰州交通大学试卷（附卷）:分评点端两线黑过超得不下上：求要写书题考:号学 ：名姓:级班如果西勒模数Q<0.3,则可认为无内扩散影响，催化剂的直径应当（）。A.小于 0.18cm B.大于 0.18cm C.小于 0.36cm D.大于 0.36cm12 .双膜理论假设在气液界面处液相 A组分的浓度与气相分压间的关系

6、符合（）。A.费克扩散定律B.亨利定律 C.拉乌尔定律D.道尔顿分压定律13 .对于快速反应，适合的气-液反应器为（）。A.鼓泡塔 B.板式塔 C.填料塔 D.鼓泡搅拌釜14 .当催化剂孔径d0与分子平均自由程 入的比值d。/ A100时，总气体扩散系数可以按（）计算。A.分子扩散系数B.克努森扩散系数C.综合扩散系数 D.表面扩散系数15 .气-固相催化平行反应A 匚 P （-rA）1 =k1cAA -2_* R （-rA）2 = k1cA内扩散影响明显，P为目标产物，为提高P的选择性，应采用的措施是（ ）oA.减小粒径，减小孔径B.减小粒径，增大孔径C.增大粒径，减小孔径D.增大粒径，增大

7、孔径二、判断正误（每小题1分，共10分）（在你认为正确的叙述后括号内填，在 错误的叙述后填“X”）1 .西勒模数Q越大，内扩散影响越小。（）2 .气-固催化本征动力学不涉及内、外扩散的影响。（）3 .任何连续反应器平均停留时间t总与空间时间t在数值上相等。（）4 .对同一反应器，用脉冲示踪法和阶跃示踪法会得到不同的 F（t）。（）5 .空间时间定义式中V0是指进口流体在标准状态下的体积流量。（）6 .全混流反应器出口物料中关键组分 A的浓度要略小于反应器内A的浓度。（）7 .由于全混流反应器中存在返混，所以对于任何反应，所需全混流反应器的体积要大 于平推流反应器体积。（）8 .两并联平推流反应

8、器总体积最小条件为两反应器体积相等，即V1=V2o（）9 .在间歇反应器中达到一定转化率所需时间与反应器大小无关。（）10 .多釜串联的全混流反应器，各釜中的选择性是相等的。（）三、计算题（共46分）1.某一级不可逆反应，在平推流反应器中的转化率为0.8,如欲将生产能力提高50%,如果在平推流反应器后串联全混流釜，请计算当最终转化率相同时，全混釜体积应当为平推流反应器的多少倍？ （12分）2.用脉冲示踪法测得一连续反应器的 i= 400s,仃：=80000s2。某一级液相反应 在间歇反应器中进行，反应10min时的转化率为0.8,请用多级混合槽模型计算 该反应在此连续反应器中的转化率。（12分

9、）共6页第3页共6页 第4页线订装线封密 点端两线黑过超得不下上：求要写书题考:分评 ：号学 ：名姓 ：级班兰州交通大学试卷（附卷）3.自催化反应 A+ P - 2P,动力学方程为 TA=kcACP, k=0.1m3 - kmol-1 min-1, CA0=1.0kmol m-3, cp0=0.2kmol - m-3, 进料 V0=0.45m3 min-1。当 A 的转化率 达90%时：（1）应采用平推流反应器与全混流反应器的何种组合，以使总反应器体积最 小？ （4分）（2）总体积最小时，全混流反应器体积为多少？ （6分）四.看图回答问题（6分）如图所示是一级不可逆反应在全混釜中的移热速率线和

10、产热速率线。看图回答:3.稳定的操作点有;不稳定的操作点有五.证明题（8分）A 272A1/2-气固相反应A|_| R ,机理为2A* 即+仃 R： L R 二A > P4.平行液相反应At RA ，S请计算在平推流反应器中rP =1rR=2cA,其中 CA0=2kmol m , cAf = 0.2kmol m，。rS = cAP的收率。（12分）请证明，当A的表面反应为控制步骤时,1 .图中1、2、3三条移热线 中，进料温度最高的 是;2 .点对应温度为着火温 度，点对应温度为熄火 点；;期望的操作点有反应速率式为共6页第5页共6页第6页线订装线封密 点端两线黑过超得不下上：求要写书题考:分评 ：号学 ：名姓 ：级班兰州交通大学试卷（附卷）7.两平推流反应器并联组合总体积最小的