化学反应工程期末考试试题及答案

1、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（A）A.反应（1）对A的反应级数大于反应（2）B.反应（1）对A的反应级数小于反应（2）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 .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2为（b）A.1.0B.0.25C.0.50D.0AP（2）Q（3）3 .对一平行一连串反应AR,P为目的产物，若活化能次序为：E2<E1<E3,为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列

2、为（B）。A.先Wj后低B.先低后（WjC.tWj温操作D.低温操作4 .两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-J与第二釜的反应速率-3之间的关系为（A）。两釜反应温度相同。Da5.已知一闭式反应器的ULr（B）。A.4.5B.5.6A.-rA1>-rA2B.-rA1=-rA2C.-rA1<-rA2D.不能确定何者为大0.1C.3.5D,4.0,该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数6 .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要发生（C）。7.8.9.A.物理吸附B.化学反应包括粒内微孔体积在内的全颗粒密

3、度称之为A.堆（积）密度B.颗粒密度C.化学吸附（B）C.真密度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种A.平推流反应器B.轴向流反应器C.全混流反应器某液相反应，其反应式可写成A+CeR+C这种反应称为（BA.均相催化反应B.自催化反应C.链锁反应D.质量传递D.平均密度（C）。D.多釜串联反应器D.可逆反应10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,A.气、液均为平推流C.气相平推流、液相全混流AA（T对于其中的气相和液相的流动常可近似看成（B.气、液均为全混流D.气相全混流、液相平推流B22（T2B（TA（rB（rksR（r（r（此步为速率控制步骤）R（yR（T7 .间歇釜反应器

4、中进行如下反应：AP（1）-rA1=kGa1AS（2）A2=k2CAa2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的相对大小为E1<E2;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al>a2。精品A.al>a2B.al<a2C.活化能El<E2D.活化能El>E228 .从反应器停留时间分布测定中，求得无因次方差0.98,反应器可视为全混流反应器又若求得无因次方差20.02,则反应器可视为活塞流反应器。9 .有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级

5、不可逆反应一A-P,若大釜在先，小釜在后，出口转化率为XA1,小釜在先、大釜在后，则出口转化率为XA2,两种情况下，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XA1<XA2。10 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较a、b两处的刀值大小(a处靠近反应器的进口，b处靠近反应器的出口)，并说明理由。1 1)一级放热反应，绝热操作；Y_a>Jb(2)二级反应，等温操作。Ya<b>三、问答题(每题6分，共12分)2 .液相复合反应，若为使目的产物P的选择性高，应选择：(1)若采用间歇反应釜，其加料方式为？(2)若采用管式反应器，

6、其进料方式为？(3)若Ei>E2,则反应温度应尽可能采用高温或低温？答：为使目的产物P的选择性高，应选择：(1)若采用间歇反应釜，其加料方式为A一次性加入，B连续滴加:(2)若采用管式反应器，其进料方式为A从反应器进口处加入，B沿管长多处加入(3)若Ei>E2,则反应温度应采用高温。一、选择题1、气相反应CO+3HlCH4+H20进料时无惰性气体,CO与H2以1:2摩尔比进料,则膨胀因子CO=A。2、A.-2一级连串反应B.-1K1-P-PK2C.1D.2AS在间歇式反应器中，则目的产物QCaC3、c_pP,maxA.K2。源)K2B.CA0(K2/K1)1/212c.Cao%K2

7、K1串联反应A(目的)-R+S,目的产物P与副产物rQk2CA.5C2CA0DA(KB/KS的选择性Aq2Bsp=1/2k2c。nPnP0npnp0npAnA0nAB.nA0cnsns0P12npnp。DnRnR04、全混流反应器的容积效率刀=1.0时，该反应的反应级数nB.A. <0B. =0C. >0D. >0精品一)A5、对于单一反应组分的平行反应S!11),其瞬间收率P随CA增大而单调下降，则最适合的反应器为B_oA.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、对于反应级数n>0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用Aq

8、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3八一7、一级不可逆液相反应a=>2r,Ca02,30kmol/m,出口转化率xA0.7,每批操作时间tt02.06h,装置的生产能力为50000kg产物R/天，Mr=60,则反应器的体一3积V为_C_m。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.48、在间歇反应器中进彳亍等温一级反应A-B,rA0口1cAmol/lS,当Cao1mol/l时,求反应至Ca°.01mOl”所需时间t=B秒。A.400B.460C.500D.5609、一级连串反应A一P一琉全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓

9、度最大时的最优空时0PtD_。A.ln(K2/K1)K2K1ln(K/K2)K2K1ln(K2/K1),KK10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间卜不包括下列哪一项B。A.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、全混流反应器中有B_个稳定的定常态操作点。A.1B.2C.3D.412、全混流反应器的容积效率引小于1.0时，且随着A的增大而减小，此时该反应的反应级数nD。A.<0B.=0C.>0D.>013、当反应级数n_D_时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0B.=1C.>1D.<114、轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和

10、边界条件与_C_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15、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C装置。A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜精品16、催化剂在使用过程中会逐渐失活,d其失活速率式为dt"L当平反应物有强内扩散阻力时，d为/_。A.=0B.=1C.一3D.=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是_a_。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是A。A.粒子与流体间有浓度

11、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n级模型的特点_C_oA.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20、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U0/Umf在B范围内。D.0.41.5则必须满足以下条件D.吸附和脱附A.0.10.4B.1.510C.101521、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,CA.移热速率>放热速率B.移热速率<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

12、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C阻力后的反应速率。A.外扩散阻力B.内扩散C.内外扩散23、等温液相反应A+B-Prp=klCACB,2A-RrR=k2CA2P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DA.间歇釜式反应器，A和B一次性加入；B.全混流反应器；C.半间歇釜式反应器,D.半间歇釜式反应器,A一次性加入，B连续滴加;B一次性加入，A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，乙苯仍大量存在，表明这是一个B反应。A.慢速B,可逆C.自催化D.不可逆25、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联

13、反应S若保持相同的转化率XA,调节反应温度使k2/k1降低，则P的收率将AA.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为AoA.空时。B.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间27、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为B。A.E(t)曲线B.F(t)曲线C.I(t)曲线D.y(t)曲线28、气固催化反应的内扩散模数，其中L为特征长度，若颗粒为球形则L=DqA.厚度/2B.RC.R/2D.R/329、对于反应级数n>0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用A。精品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

14、流串接平推流反应器二、填空题1、化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。2、化学反应速率式为*KCCACB,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=（RT）（）KP。P（主）A3、平行反应S（副）均为一级不可逆反应，若E主E副，选择性Sp与浓度无关,仅是温度的函数。4、对于反应级数n>0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器为宜。5、对于恒容的平推流管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。6、若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为微观流体。7、流体的混合程度常用调匀度S、流体的混合态来描述。8、催化剂在使用过程中，可能因晶体结构

15、变化、融合等导致表面积减少造成的物理失活,也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活。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。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，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用拟均相一维模型来计算。11、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度T0Pt和平衡温度Teq,二者的关系为RE2EilnE2Ei12、描述流化床的气?两相模型，以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度Umf通过，而其余部分

16、U0Umf则全部以气泡的形式通过。13、描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_昌_相为平推流，而对乳_相则有种种不同的流型。14、多相反应过程是指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行的反应过程。15、三传一反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达个参数间的关系，简称数学*II型。KiK217、一级连串反应A»P»S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度k2/（k2k1）k1ln（k2/k1）CP,maxtoptk2卜2k1、精品18、着眼反应组分K的转化率的定义式为nK0nKKnK0Ki

17、K219、一级连串反应p的最大浓度AAPAS在间歇式全混流反应器中，则目的产物k2/(k2ki)Cp,maxtoptkiln(k2/ki)k2k2ki>.o>)20、化学反应速率式为rAKcCaCb,如用浓度表示的速率常数为Kc,用压力表示的速率常数Kp,贝UKc=Kp。2i、理想反应器是指全混流反应器、平推流反应器。22、具有良好搅拌装置的釜式反应器按一全混流反应丽1理,而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。dQrcIQg23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为QgQr_、dTdT24、平推流反应器的返混为0。25、一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向

18、反应级数为未知时，采用初始速率法法来求反应级数。26、分批式完全混合反应器操作的优化分析是以平均生产速率最大、生产经费最低为目标进行优化的。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扩散阻力,使反应在动力学区域内进行。29、在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，但很少使用水平构件，它对颗粒和气体的上下流动起一定的阻滞作用，从而导致床内产生明显的温度梯度和浓度梯度。30、对于气-固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层

19、波动频繁，这种流化床称为一聚式流化床。3i、当前用于描述气-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的双膜模婴_;一是按非稳态扩散处理模型，如_溶质渗透模型_和_表面更新模型_。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输入量=输出量+反应量+累积量。33、活化能的大小直接反映了反应速率对温度的敏感程度。34、生成主产物的反应称为主反应,其它的均为副反应35、固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积Vp的球粒子直径，表达式dv=_（6Vp/兀）i/3。精品”，对于一非恒容均相化学反应"Ar一吟反应组分A的化学反隔速率fA.dn.driftde.i/c

20、*r,-r.='Fj.=-±-r.=&A.4VJrB.4V由C&diD."出28对于一非恒容均相化学反应$a叫反应产物B的化学反应速率。=B_目dn,dnadCAr_""A.%=两B.口=/C.D."由时.气相反应2A+Br3P+S进料时无惰性气体，A与B以3：2摩尔比进料,则膨胀因子心:D0K.-1B.1/3C.2/3D.13K化学反应速率式为一陌了九如用浓度表示的速率常数为相，川压力表示的速率常数为储则4电A出门-3川RE7之中c.gyfD,出）340,反应CM-gh4+*=工0广1则反应级数片B.MOB.1C.2D

21、,3II.反应A+BfC.已知E=OI5J,则反应级数。A,0B.1C.20.3炊.反应3APi已知人0.1前/一则反应纵数口=A,A.0B.1G2口,343.反hv.LHCOOH+CHiCH.OH->CH,CXXX;ZH5+知女=2H$/mH,则反应级数n二C.A,U氏1C.2D,314.反应N/孙-2MH3,已知比=0.8小力明明则反应级数片C0A.0氏1C.2D.345 .反应NH+HQNaCI+H/）已知*=0,小山用人则反应级数n二C.A.0B,1C2口.346 .反应A+B-C-已知k=045疗献r,则反应级数n二A_二A.0B.1C,2D,348 .串联反应A-PC目的fR

22、+S1“的产物P的得率4户_B0.尸二-F4wn，1p一"斜口"产"网a.打小口一4b."用作af鹿4d.，n附49 .串联反应A-P（目的）fR+S,目的产物P与副产物S的选择性“=_C_-A.B,也和C.IT?-D.，%一"如50 .串联反应A-P（H的）fR+S,目的产物P的总收率二A-A.也L/B.%C./一"叩D.询一"皿精品Pt主）A,5L如果平行反应鼠郎均为一级不可逆反应.若外%,提高选择性s应BQA.提高浓度B,提高温度C.降低浓度D,降低温度53：一级连申反应A-P-S在全混流釜式反应器中进行，使月的产物P

23、浓度最大时的最优空时=_D°1必科/呜）】n禺，科）MKJKJA,k；二a氏嚏乩仁展忘51.一级连串反应*P一二*、在全混流釜式反应器中.则目的产物P的最大浓度Ga二JOKyGrf仄瞩产则”的产物P的最大浓A,"氏"JS产+甲55. 一级连串反应a'Jap占在间歇式反附器中,“和QB.（.“与产+甲仄函，冗产#了5也一级连申反应人*p*s在平推流管式反应罂中，则目的产物P的最大浓度GaA_0瓜念:与I区卅邑k”1小民匹莺产"-c,'"&仄,一级连串反应A-P-S在间歇式反应器中进行，使11的产物P浓度坡大时的反应时间小=

24、_DI咚竺/A.7TTB.krk,c,展防D/K亡人5及一级连串反应A-P-3在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间/=_C.IInlK/K,）liAjtKJ-a.h民akk、d.屏百二精品此会混流反隔耦的返混（最大）11 .平推流反应器的返混为0（零）12 .对于恒容的平推流管式反应器、-致.（平均停留时间、反应时间空时）13 .对于恒容的管式反应器平均停留时间、反应时间、空时致N平推流）以如果符平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为的平推流反应器.（循环操作）1对于循环操作的平推流反应器，当循环比B-o时为反应器.而当Pre时则相当丁反应器

25、（干推流.全海流）16 .时于循坏操作的平推流反应器，当循环比日一0时反应器内返混为,而当B-8时则反应器内返混为,（零、最大）17 .对于纳热操作的放热反应,最合适的反应器类型为q（全混流串平推流）IX.对于反应级数nVO的反应.为降低反应器容枳，应选用反应耦为宜.（全混流）19 .对于反应级数nAO的反应.为降低反应器容积，脚选用反应器为宜。（平推流）20 .对于自催化反应，最合适的反应器为0（全混流串平推流）23,分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项二（B）A.加料时间B.反应时间C,物料冷却时间D.清洗釜所用时间21.在:间歇反应器中进行等温二级反应A民一。=O,O1

26、C；例用当匚物=加加”时，求反应至a=001MH"所需时间"秒,（D）A.8.500H.H9OOC.9000I）,99（H）出在间歇反应器中进行等温一锻反应A-B,7*=。力吟加血”7,当心/师时”时,求反应至G-omirnMI所需时间t=秒.（B）A,400氏460C,500D.36。26 .在全混流反应器中,反应器的有效容枳与进料流体的容枳流速之比为.（A）A,空时tB,反应时间IC.停留时间I口平均停留时间，27 .全混流反应器的容枳效率n大于1.0时，旦随若热的增大而增大.此时该反应的反应级数no（A）A.<0B,-0C.>0D,>028全混流反闷

27、器的容枳汲率n小于i.o时，旦随君乙的增大而减小，此时谖反应的反应级数口,（D）A.<0B.=0C.20D.>029.全泡流反应器的容枳效率n二L0时,该反应的反应级数口“（B）A.<0B,二0C,川D,>0精品全混流釜式反应器最塞可能有个定常态操作点，(C>A.1B.2C.3D.43L全混流反应器中有个稳定的定常态操作点.(B)A.1B.2C.3D.432,对于的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是，致的(D)A.间歇式反应器B.全混流反应器C.搅拌釜式反应器D.平推流管式反应器3人对于自催化反应，最合适的反应器为9(D)A.全混流反应器B.平推

28、流反应器C.循环操作的平椎流反应器D,全混流串接平推流反应器35,时于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为。(D)A.平推流反应器B.全混流反应器C循环操作的平推端反应器D.全混流串接平排流反应器36.对于反应级数n<0的不可逆等温反应,为降低反应器容枳.应选川o(B)A.平推流反应器ti.全混流反应器C.循环操作的平推流反应相D,全混流串接平推流反应器37.对于反应级数n>0的不可逆等温反应，为降低反应器容枳,底选用(A)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3X,对于可逆放热反应.为提高反应速率应.(C)A.提高压力艮降低压力匚提高温度D.降低温度38对于可逆放热反应，为提