化学反应工程施工期末考试题及答案

1、-.优选-化学反响工程 试题XXX大学化学反响工程试题 B开卷答案 20112012 学年第一学期一、单项选择题：每题 2 分，共 20 分反响器中等温进展着A P(1) 和 A R(2) 两个反响，当降低A 的浓度后，发现反响生成 P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，说明(A)A反响 (1) 对 A 的反响级数大于反响(2)B反响(1)对 A 的反响级数小于反响(2)C反响 (1) 的活化能小于反响(2)D反响(1) 的反响速率常数大于反响(2)四只一样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 1.0B. 0.25C 0.50D 02为( B)对一平行连串反响A(1)A(3

2、)P( 2 )RQ， P 为目的产物，假设活化能次序为：E2E1 -r A2B -r A1 = -r A2C -r A1 -r A2D.不能确定何者为大一闭式反响器的B 。DauL r0.1，该反响器假设用多釜串联模型来描述，那么模型参数N 为A 4.5B. 5.6C 3.5D 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响组分的气体分子主要发生(C)。A物理吸附B化学反响C化学吸附D质量传递7包括粒微孔体积在的全颗粒密度称之为(B )A堆 (积)密度B颗粒密度C真密度D平均密度8在气固催化反响动力学研究中，循环式无梯度反响器是一种(C )。A平推流反响器B. 轴向流反响器C

3、. 全混流反响器D. 多釜串联反响器某液相反响，其反响式可写成A+CR+C 这种反响称为(B) A均相催化反响B自催化反响C链锁反响D.可逆反响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成(B)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、液相平推流二、填空题 每题 5 分，共 30 分k S K A PArK B PB2一不可逆反响，当反响温度从25升高到35(1K A PAK B PB K R PR )时，反响速率增加一倍，那么该反响的活化能为52894 J mol。ln k2k1E1 (RT11)ln 2T 2E 8.3141(29

4、81)308ln 2解：E52894 J/ mol，一气固催化反响ABR ，假设本征反响速率方程为：那么该反响可能的反响机理为AB 22A2BABk SRRR (此步为速率控制步骤）间歇釜反响器中进展如下反响：a1a2AP(1) rA1 k1CAA2AS(2) r=k C2A在 CA0 和反响时间保持不变下，降低反响温度，釜液中CP/CS 增大，说明活化能E1 与 E2 的相对大小为E1a2。2A ala2B ala2C活化能ElE22从反响器停留时间分布测定中,求得无因次方差0.98 ,反响器可视为全混流反响器又假设求得无因次方差0.02 ,那么反响器可视为活塞流反响器。有两个有效容积不等的

5、全混流反响器串联操作，反响为二级不可逆反响A P，假设大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，那么出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反响温度均一样，比拟xA1 和 xA2 的相对大小为rxA1 b2 ABk 1Pk2二级反响，等温操作。aE2，那么反响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) 假设采用间歇反响釜，其加料方式为A 一次性参加， B 连续滴加；假设采用管式反响器，其进料方式为假设 E1E2，那么反响温度应采用高温A 从反响器进口处参加，B 沿管长多处参加。；在四段绝热式固定床反响器中进展n 级不可逆反响,各段

6、的催化剂量一样,且控制进入各段的反响物料温度相等.假设 n0,试问哪一段的净转化率最大哪一段最小 假设段间采用冷激方法进展降温,试问第一段与第二段之间和第二段与第三段之间哪处需参加的冷激剂量多为什么 解:(1) 虽然各段进口温度相等,在催化剂量一样的情况下,净转化率也按1 至 4 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) 因第一段反响量大于第二段反响量,所以 1-2 段间要取出的热量比2-3 段间要取出的热量大 ,因而 1-2 段间需要的冷激量也大于2-3 段间需要的冷激剂量.四、计算题：第 1，2 题均为 12 分，第 3 题为 14 分，共 38 分3

7、在反响体积为1 m 的釜式反响器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反响生产丙二醇-1 ， 2：H 2COCHCH3H 2OH 2COHCHOHCH33-1该反响对环氧丙烷为一级，对水为零级，反响温度下反响速率常数等于0.98h ，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m ，环氧丙烷的最终转化率为90%。1假设采用间歇操作，辅助时间为0.65h，那么丙二醇-1 ， 2 的日产量是多少？2有人建议改在定态下连续操作，其余条件不变，那么丙二醇-1 ， 2 的日产量又是多少？, C3为什么这两种操作方式的产量会有不同？解： Vr1m3 , rkCA ,k0.98h 12.1kmol/ l , X A0.9A

8、A0（1）一级不可逆反响：t1 ln( 1 kx Af )10.98ln( 10.9)2.35hVrQ0 ( t3Q01 / 3m 3t0 )/ hQ0 (2.350.65)1丙二醇的浓度=CA 0 X A2.10.91.89kmol / m丙二醇的产量=Q 0C A0 x Af 1.891/ 30.63kmol / h15.15kmol /日(2)采用定态下连续操作VQ0 X AfrQ00.91k (1X Af)0.98(10.9)所以 Q0=0.109m3/h丙二醇的产量=0.1091.890.2058kmol / h4.939kmol /日 3因连续釜在低的反响物浓度下操作，反响速率慢，

9、故产量低。对一闭式反响器进展停留时间分布实验测定，在Q 300L/min 下，得到E(t) t 关系如以下图所示。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：1E(t)2F(t)3该反响器体积为多少？4多级串联模型参数N 为多少？21E(t) /min(5) 无因次方差为多少？6轴向扩散模型参数Pe为多少？01020t/min答：1E(t) -1/200(t-20) (2 F(t) -t 2/400+0.1t33V2 m4多级串联模型参数N 2(5) 无因次方差221N2-2PePe212(1 - e- Pe )0.56Pe2.56-123某一级不可逆气固催化反响，在反

10、响温度150下，测得kP=5s ,有效扩散系数DeA=0.2cm /s 。求：当颗粒直径为0.1mm 时，扩散影响是否已消除？欲保持催化剂扩散有效因子为0.8，那么颗粒直径应不大于多少？(1)(2)d Pk P6D eA1110.016150.20.80.0083313tanh 33试差，得0.68d Pk P6D eAd P560.256 d P0.68解： d P0.816cm一、选择题XX大学化学反响工程试题1、气相反响CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO 与 H 2 以1 2摩尔比进料，那么膨胀因子CO = A_。A. -2B. -1C. 1D. 2K 1K 22、

11、一级连串反响APCP, max A 。S在间歇式反响器中，那么目的产物P的最大浓度KK2K2CC(1 ) K2 K1CA0K 2K 2 K1A 0A 0K2( K 2/ K 1)1 / 212CA 0 ()K1( K1/ K 2) 1/ 21 23、串联反响 A P目的 R + S，目的产物 P与副产物 S的选择性SP = C_。n Pn A0nP 0n AnPn P 0n Pn A0C.n Sn P 0n S 0nPD.nRn P 0n R04、全混流反响器的容积效率=1.0时，该反响的反响级数n B 。A. 0B. =0C. 0D. 0P(主)A5、对于单一反响组分的平行反响S(副) ，其

12、瞬间收率P 随 C A 增大而单调下降，那么最适合的反响器为 B 。A. 平推流反响器B. 全混流反响器C. 多釜串联全混流反响器D. 全混流串接平推流反响器6、对于反响级数n 0的不可逆等温反响，为降低反响器容积，应选用A. 平推流反响器B. 全混流反响器 A 。C. 循环操作的平推流反响器D. 全混流串接平推流反响器7、一级不可逆液相反响A2R ， C A02.30kmol / m3xA0.7 ，每批操， 出口转化率作时间 tt 02.06h ，装置的生产能力为50000 kg产物 R/天，M R =60，那么反响器的体积V为_C_ m3 。A. 19.6B. 20.2C. 22.2D.

13、23.48、在间歇反响器中进展等温一级反响A B，r AC A mol / ls，当C A01mol / l 时，求反响至 CA0.01mol / l 所需时间 t= B 秒。A. 400B. 460C. 500D. 5609、一级连串反响A P S在全混流釜式反响器中进展，使目的产物P浓度最大时的最优空时opt D 。ln( K 2/ K 1 )ln( K 1 / K 2 )ln( K 2 / K 1)1K 2K 1K 2K 1K1 K 2K1 K 210、分批式操作的完全混合反响器非生产性时间t0 不包括以下哪一项 B 。A. 加料时间B. 反响时间C. 物料冷却时间D. 清洗釜所用时间1

14、1、全混流反响器中有 B 个稳定的定常态操作点。A. 1B. 2C. 3D. 412、全混流反响器的容积效率小于1.0时， 且随着A 的增大而减小，此时该反响的反响级数n_ D_ 。A. 0B. =0C. 0D. 013、当反响级数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. 管的流动状态D. 检测位置15、对于气 - 液相反响几乎全部在液相中进展的极慢反响，为提高反响速率，应选用装置。A. 填料塔B. 喷洒塔C. 鼓泡塔D. 搅拌釜 C 16

15、、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为物有强扩散阻力时，d为 C 。dmCkdidtd，当平行失活对反响A. 0B. =1C. 3D. 117、不属于气固相催化反响固定床反响器拟均相二维模型的特点是 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、属于气固相催化反响固定床反响器拟均相二维模型的特点是 A 。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、以下哪一项不属于流化床反响器按深度而分的第级模型的特点 C 。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

16、小无关D.参数值与气泡大小有关20、流化床反响器中的操作气速U 0 是根据具体情况定的，一般取流化数U 0 U mf在 B 围 。A. 0.1 0.4B. 1.510C. 10 15D. 0.4 1.521、全混流反响器进展放热反响时，要使反响器操作在稳定的定常态，那么必须满足以下条件CA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放热速率随温度的变化率22、气固催化反响本征速率是指排除C阻力后的反响速率。A外扩散阻力B扩散C外扩散D吸附和脱附23、等温液相反响A+BPrp=klCACB， 2A RrR=k2CA2P为目的产物，有以下四种方案可供选择，从提高P的

17、收率着眼适宜选用DA 间歇釜式反响器，A和B一次性参加；B全混流反响器； C半间歇釜式反响器，A一次性参加，B连续滴加； D半间歇釜式反响器，B一次性参加，A连续滴加。24、乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反响后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，说明这是一个B反响。A慢速B可逆C自催化D不可逆K1K 225、等温恒容下进展各步均为一级不可逆串联反响APS假设保持一样的转化率 xA，调节反响温度使k2/k1降低，那么 P的收率将AA.增大B减小C不变D先增后减26、在全混流反响器中，反响器的有效容积与进料流体的容积流速之比为A. 空时B.反响时间 tC. 停留时间 tD. 平均停留

18、时间27、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。A. Et曲线B. Ft曲线C. It曲线D.yt曲线 A 。28、气固催化反响的扩散模数，其中 L为特征长度，假设颗粒为球形那么L= D 。A. 厚度 /2B. RC. R/2D. R/329、对于反响级数n 0的不可逆等温反响，为降低反响器容积，应选用A. 平推流反响器B. 全混流反响器 A 。C. 循环操作的平推流反响器D. 全混流串接平推流反响器二、填空题1、化学反响工程是一门研究化学反响的工程问题的科学。)2、化学反响速率式为rAK C C A CB ，如用浓度表示的速率常数为K C ，用压力表示的速率常数K(K P ，那么C =

19、 (RT )K P 。A3、平行反响P(主)S(副) 均为一级不可逆反响，假设E主 E副，选择性 Sp与浓度无关，仅是温度的函数。4、对于反响级数n 0的反响，为降低反响器容积，应选用平推流反响器为宜。5、对于恒容的平推流管式反响器平均停留时间、反响时间、空时一致。6、假设流体是分子尺度作为独立运动单元来进展混合，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，可能因晶体构造变化、融合等导致外表积减少造成的_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

20、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、绝热床反响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、对于可逆的放热反响，存在着使反响速率最大的最优温度Topt 和平衡温度Teq ，二者的关系Teq为 TeqTopt ToptRlnE2E1E 2E1 。12、描述流化床的气泡两相模型，以U 0 的气速进入床层的气体中，一局部在乳相中以起始流化速度U mf通过，而其余局部U 0U mf那么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

21、为_气_相为平推流，而对 乳 相那么有种种不同的流型。14、多相反响过程是指同时存在两个或更多相态的反响系统所进展的反响过程。15、三传一反是化学反响工程的根底。16、不管是设计、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_数学模型 _。K 1K 217 、 一 级 连 串 反 响 APS 在 平 推 流 反 响 器 中 ， 那 么 目 的 产 物P的 最 大 浓 度CP, max 、 t opt 。 k 2 /( k2k1k2k1 )、ln(k2k2/ k1 )k1K18、着眼反响组分K的转化率的定义式为_nK 0nKnK 0_。K 1K219、一级

22、连串反响APS在间歇式全混流反响器中，那么目的产物P 的最大浓度CP, max 、 t opt 。 k 2 /( k2k1k2k1 )、ln(k2k2/ k1 )k120、化学反响速率式为rAK C C A CB，如用浓度表示的速率常数为K C ，用压力表示的速率常数 K P ，那么 KC = K P 。21、理想反响器是指全混流反响器、平推流反响器。22、具有良好搅拌装置的釜式反响器按全混流反响器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反响器按平推流反响器处理。23、全混流反响器稳定的定常态操作点的判据为QGQr 、 ,dQr dTdQG dT24、平推流反响器的返混为 0 。25、一个可逆

23、的均相化学反响，如果正、逆两向反响级数为未知时，采用_初始速率法 _法来求反响级数。26、分批式完全混合反响器操作的优化分析是以_平均生产速率最大_、_生产经费最低_为目标进展优化的。27、轴向分散模型的数学期望值 ，方差 。28、测定气 - 液相反响速率的方法与均相反响时不同之点是实验时要排除气相和液相中的 扩散阻力 _，使反响在动力学区域进展。29、在流化床中为了传热或控制气- 固相间的接触，常在床设置部构件，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 - 固系统的流化床反响器的粗颗粒系统，气速超过起始流化

24、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，使床层波动频繁，这种流化床称为_聚式流化床 _。31、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_双膜模型_；一是按非稳态扩散处理模型，如_溶质渗透模型_和_外表更新模型_。32、在建立数学模型时，根据根底资料建立物料衡算式的一般式为_输入量 =输出量 +反响量 + 累积量 _。33、活化能的大小直接反映了_反响速率 _对温度的敏感程度。34、生成主产物的反响称为_主反响 ，其它的均为 副 反 响 。35、固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有一样体积Vp的球粒子直径，表达式dv= (6VP/1/3 )_

25、。三、分析解答题1、简述等温恒容平推流反响器空时、反响时间、停留时间三者关系？空时是反响器的有效容积与进料流体的容积流速之比。分反响时间是反响物料进入反响器后从实际发生反响的时刻起到反响达某一程度所需的反响时间。分停留时间是指反响物进入反响器的时刻算起到离开反响器共停留了多少时间。分由于平推流反响器物料不发生返混，具有一样的停留时间且等于反响时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。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？阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，分在某瞬间 t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂 A且浓度为C A 0 的流体，分同时保持系统流动模式不变，

26、并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。 分对应的曲线为 Ft，F (t )CACA0。分3、简述均相反响及其动力学的研究容？答：参与反响的各物质均处于同一个相进展的化学反响称为均相反响。 均相反响动力学是研究各种因素如温度、 催化剂、反响物组成和压力等对反响速率、 反响产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反响速率之间定量关系的速率方程。4、对于可逆放热反响如何选择操作温度？答： 1对于放热反响，要使反响速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高， 按最优温度曲线相应降低温度；2这是由于可逆放热反响， 由于逆反响速率也随反响温度的提高而提高，净反响速率出现一极大值；3

27、而温度的进一步提高将导致正逆反响速率相等而到达化学平衡。5、简述气 - 液反响的宏观过程： Ag + bBl 产物 l？1反响物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定到达气液相平衡； 2反响物气相组分 A从气液相界面扩散入液相，并在液相反响；3液相的反响产物向浓度下降方向扩散，气相产物那么向界面扩散；4气相产物向气相主体扩散。6、简述固定床反响器的优缺点？1催化剂在床层不易磨损；2床层流体的流动接近于平推流，与返混式反响器相比， 用较少的催化剂和较小的反响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展。k 1RAk2rk C 2Erk CE7、对于反响S

28、 ， RA ，其活化能为1 ； SA ，其活化能为2 ，当E1 E2 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？rkeE1 / RTkE2E1S HYPERLINK l _TOC_250002 R10 HYPERLINK l _TOC_250001 R HYPERLINK l _TOC_250000 rkeE 2 / RT C A10 e RTCAkEE答：对于平行反响S2020，所以，当1 2 时应尽可能提高反响温度，方可提高R的选择性，提高 R的收率8、简述气固流化床反响器气泡两相模型的特点？1以U0的气速进入床层的气体中，一局部在乳相中以起始流动速度Umf 通过，而其余局部以 U0-U mf

29、 那么全部以气泡的形式通过；2床层从流化前的高度Lmf 增高到流化时的高度 Lf，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反响完全在乳相中进展；5气泡与乳相间的交换量Q为穿流量q与扩散量之和。9、简述双膜理论？该模型设想在气 - 液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜，而假定气相主体和液相主体组成均一，不存在传质阻力。组分是通过在气膜和液膜的稳定的分子扩散过程来进展传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且到达平衡。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

30、。10、简述理想反响器的种类？通常所指的理想反响器有两类：理想混合完全混合反响器和平推流活塞流 或挤出流反响器。所谓完全混合流反响器是指器的反响流体瞬间到达完全混合， 器物料与反响器出口物料具有一样的温度和浓度。所谓平推流反响器是指器反响物料以一样的流速和一致的方向进展移动，不存在不同停留时间的物料的混合， 所有的物料在器具有一样的停留时间。11、简述气固流化床反响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， 对气泡的组成进展计算便可以到达反响的转化率12、简述理想反响器的种类。答：通常所指的理想反响器有两类：理想混合完全混合反响器和平推流活 塞流

31、或挤出流 反响器。所谓完全混合流反响器是指器的反响流体瞬间到达完全混合，器物料与反响器出口物料具有一样的温度和浓度。所谓平推流反响器是指器反响物料以一样的流速和一致的方向进展移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器具有一样的停留时间化学反响工程期末试题填空题1.(1)化学反响工程是一门研究 的科学。2.(1)化学反响速率式为r AKC CA CB，如用浓度表示的速率常数为K C ，用压力表示的速率常数K P ，那么 K C = K P 。3.(2)平行反响P(主)AS(副) 均为一级不可逆反响，假设E主 E副 ，选择性 Sp与 无关， 仅是 的函数。4.(1)对于反响级数 n 0的

32、反响，为降低反响器容积，应选用 反响器为宜。5.(3)对于恒容的平推流管式反响器 、 、 一致。6.(1)假设流体是分子尺度作为独立运动单元来进展混合，这种流体称为 。7.(2)流体的混合程度常用 、 来描述。8.(2)催化剂在使用过程中，可能因晶体构造变化、融合等导致外表积减少造成的 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 失活。9.(1)对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约 时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。10.(1)绝热床反响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 模型来计算。11.

33、(1)对于可逆的放热反响，存在着使反响速率最大的最优温度 。12.(1)Topt 和平衡温度Teq ，二者的关系为描述流化床的气泡两相模型，以U 0 的气速进入床层的气体中，一局部在乳相中以起始流化速度U mf通过，而其余局部 那么全部以气泡的形式通过。13.(2)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 相为平推流， 而对 相那么有种种不同的流型。14.(1)多相反响过程是指同时存在 相态的反响系统所进展的反响过程。单项选择1.(2)一级连串反响A P S在全混流釜式反响器中进展，使目的产物P浓度最大时的最优空时opt 。K 2K 1B.K 2K1C.K 1K 2D.K 1K

34、 2ln( K 2A./ K 1 )ln( K 1 / K 2 )ln( K 2 / K 1)12.(2)全混流反响器的容积效率小于1.0时，且随着A 的增大而减小，此时该反响的反响级数n 。A. 0B. =0C. 0D. 03.(2)当反响级数 n 时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A. =0B. =1C. 1D. 14.(2)轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与 无关。A. 示踪剂的种类B. 示踪剂的输入方式C. 管的流动状态D. 检测位置5.(2)对于气 - 液相反响几乎全部在液相中进展的极慢反响，为提高反响速率，应选用 装置。A. 填料塔B. 喷洒塔C. 鼓泡塔D.

35、 搅拌釜6.(2)催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为强扩散阻力时，d为 。dmCkdidtd，当平行失活对反响物有A. 0B. =1C. 3D. 17.(2)不属于气固相催化反响固定床反响器拟均相二维模型的特点是 。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8.(2)不属于气固相催化反响固定床反响器拟均相二维模型的特点是 。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9.(2)以下哪一项不属于流化床反响器按深度而分的第级模型的特点 。A. 各参数均为恒值B. 参数值不随床

36、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10.(2)流化床反响器中的操作气速U 0 是根据具体情况定的，一般取流化数U 0 U mf在 围。A. 0.1 0.4B. 1.5 10C. 10 15D. 0.4 1.5简答题1.(5)简述等温恒容平推流反响器空时、反响时间、停留时间三者关系？2.(5)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.(5)简述气 - 液反响的宏观过程：Ag + bBl产物 l？4.(5)简述固定床反响器的优缺点？5.(5)简述气固流化床反响器气泡两相模型的特点？6.(5)简述双膜理论？计算题 1.(10)k1醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，

37、而副反响生成甲烷和二氧化碳：CH 3 COOHCH 2COH 2OCH 3 COOHk 2CHCO2在916时 k14.65s1, k3.74s41，试计算：21 99%的醋酸反响掉的时间；(6分)2在此反响条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。 4分32.(10)-1有一级不可逆反响A P，在 85时反响速率常数为3.45h，今拟在一个容积为10m的釜式反响器中进展，假设最终转化率为xA0.95 ，设该反响的处理量为1.82m3/h，今假设改用两个容积相等的串联釜操作，求反响器的总容积？3.(10)(A)(P)(S)C 6 H 6k1C 6 H 5Clk3C 6 H 4 Cl 2反响速度dC Ad

38、tk1CA；dCPdtk1 CAk2 CP11，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反响器进展这一反响时,求目的产物 P的选择性 SP ，其中 k11.0(h) , k 20.5( h)，Vv01(h ),CP 0CS00 , C A 01mol / l 。4.(10)2112.5 min 2 ,t15 min有一个反响器测其方差t，如果这个反响器可以用等体积多釜串联模型来描述，并在这个反响器中进展液相反响A + B 2R，rAkCA CB ，C A0CB012 mol / l ， k1l / molmin ，求反响器的出口转化率？5.(5)用多级全混流串联模型来模拟一管式反响装置中的脉冲实验

39、，28.971t，t 26.187，k0 . 15 求1 推算模型参数 N；3分2推算一级不可逆等温反响的出口转化率。2分化学反响工程期末复习题答案( 1 )1.(1)化学反响的工程问题2.(1)()( RT )3.(2)浓度、温度4.(1)平推流5.(3)平均停留时间、反响时间、空时6.(1)微观流体7.(2)调匀度 S、流体的混合态8.(2)物理、化学9.(1)0.1um10.(1)拟均相一维TeqToptRTeq12.(1)U 0ToptU mfE 2E111.(1)13.(2)气、乳14.(1)两个或更多1.(2) D 2.(2) D 3.(2) Dln E2 E14.(2) C 5.

40、(2) C 6.(2) C 7.(2) A 8.(2) A 9.(2) C 10.(2) B 1.(5)空时是反响器的有效容积与进料流体的容积流速之比。分 反响时间是反响物料进入反响器后从实际发生反响的时刻起到反响达某一程度所需的反响时间。分 停留时间是指反响物进入反响器的时刻算起到离开反响器共停留了多少时间。分 由于平推流反响器物料不发生返混，具有一样的停留时间且等于反响时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。分2.(5)阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，分在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂 A且浓度为C A 0 的流体，分同时保持系统流动模式不变，并在切换的同时，

41、在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。 分 对应的曲线为 Ft， 分3.(5)F (t )CACA0。1反响物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定到达气液相平衡；分2反响物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相反响；分3液相的反响产物向浓度下降方向扩散，气相产物那么向界面扩散；分4气相产物向气相主体扩散。分4.(5)但凡流体通过不动的固体物料所形成的床层而进展反响的装置都称作固定床反响器。分1催化剂在床层不易磨损；分2床层流体的流动接近于平推流，与返混式反响器相比，用较少的催化剂和较小的反响器容积来获得较大的生产能力；分3固定床中的传热较差；分4催化剂的更换必须停产

42、进展。分5.(5)1以 U0的气速进入床层的气体中，一局部在乳相中以起始流动速度Umf 通过，而其余局部以U0-U mf那么全部以气泡的形式通过；分2床层从流化前的高度Lmf 增高到流化时的高度Lf ，完全是由于气泡的体积所造成；分3气泡相为向上的平推流，大小均一；分4反响完全在乳相中进展；分5气泡与乳相间的交换量Q为穿流量 q与扩散量之和。分6.(5)该模型设想在气- 液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜，分而把气液两相 阻力集中在这两个流体膜，而假定气相主体和液相主体组成均一，不存在传质阻力分。组分是通过在气膜和液膜的稳定的分子扩散过程来进展传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分

43、瞬间的溶于液体且到达平衡分。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分，相间传质总阻力等于传质阻力的加和分。1.(10)解：设在时间 t时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y，初始为C A 0 ，那么dxk1 (C A0dtxy)分kdy2 (C A0dtxy)分相加得将其积分d ( xdtd (x CA 0y)( k1y)(xy)k2(k1)( CkA 0 xy)分2 )dtlnCA0CA 0( xy)(k1k2 )t分1 当转化率为 99%时xy0.99C A 0 分t14.65ln3.741SP10.99dx0.549s分2 瞬时选择性为dy 分xk1积分得 yk24

44、.653.74 分xS55.4%y分2.(10)解：由于两等体积釜串联，那么12 分CCA 0(1A, N(1k) Niik) 2分CA0CA2 分xCA0ACA21CA20.95而CA 0CA0分)2即 (1ki20i1.006h 分ViiVi由v0i v01.0061.821.83m3分反响器的总容积为V2Vi3.66m3分3.(10)解：等容积釜串联应有12121/ 20.5h 分对第二个全混流反响器作物料衡算V 0 (C A1CC A 2 )CA1k1C A2V2 分2CA01kA 212(1K1 )K 1k1 1k120.5 分对于 P:V0 (C A1P 2CC A2 )V2 (k

45、1C A 2K 1CA0k2 C P2 ) 分K 1CA0122(1K ) 2 (1K 2 )+ (1K 1 )(1K) 2Kk220.25 分CA 21(10.5) 20.444mol / l分分C P20.5(10.5) 2 (10.25)0.5(10.5)(10.25) 2CP 2CS2 CS 20.3910.1651 - (0.4442.37分0.391)0.165mol/l分4.(10)2解：2112.5t22t150.5分21N2N分那么每个反响器的停留时间为t15N27.5 min分对第一个釜进展物料衡算C A0C A1(rA1 )1C A12kCA1 1 分7.5C 2C10整

46、理得A1A1分解得 C A10.30mol / l 分同理对第二个釜进展物料衡算C A1C A 2(rA 2 )2CA 22kC A 22 分解得 CA 20.144mol / l 分xCA 0ACA210.14485.6%CA01分5.(5)2解： 128.971tt 26.187 20.234分2N14.27分取N=4分x A121(1kt ) NN0.566分-.优选-化学反响工程期中复习题填空题1.(3)化学反响工程中的“三传一反中的三传是指 、 、 。2.(3)化学反响过程按操作方法分为 、 、 操作。3.(1)活化能的大小直接反映了 对温度的敏感程度。4.(2)一级连串反响AK 1

47、K2PS在全混流釜式反响器中，那么目的产物P的最大浓度CP,max 、opt 。5.(2)生成主产物的反响称为 ，其它的均为 。6.(1)A如果平行反响 。7.(3)P(主)S(副) 均为一级不可逆反响，假设E主 E副 ，提高选择性SP 应对于恒容的平推流管式反响器 、 、 一致。8.(2)全混流反响器的空时是 与 之比。9.(1)k1AkRTopt对于可逆的放热反响2，使反响速率最大的反响温度 。10.(2)对于循环操作的平推流反响器，当循环比 0时反响器返混为 ，而当时那么反响器返混为 。单项选择1.(2)A如果平行反响 。P(主)S(副) 均为一级不可逆反响，假设E主 E副 ，提高选择性

48、SP 应A. 提高浓度B. 提高温度C. 降低浓度D. 降低温度2.(2)气相反响 2A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与B以2 1摩尔比进料，那么膨胀因子A = 。A. -1B. -1/2C. 1/2D. 13.(2)气相反响 CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO 与 H 2 以1 2摩尔比进料，那么膨胀因子CO = 。A. -2B. -1C. 1D. 24.(2)全混流釜式反响器最多可能有 个定常态操作点。A. 1B. 2C. 3D. 45.(2)对于反响级数 n 0的不可逆等温反响，为降低反响器容积，应选用 。A. 平推流反响器B. 全混流反响器C. 循环操

49、作的平推流反响器D. 全混流串接平推流反响器6.(2)全混流反响器的容积效率=1.0时，该反响的反响级数n 。A. 0B. =0C. 0D. 07.(2)一级连串反响ACP ,max 。K1K2PS在全混流釜式反响器中，那么目的产物P的最大浓度KK 2K2CC(1 ) K2 K1C A0C( K 2 ) K 2 K 1A0KA02( K 2/ K1)1/ 21 2A0K1( K1/ K2)1 / 21 2A8.(2)在间歇反响器中进展等温二级反响A B，r A0.01C 2 mol / ls，当C A 01mol/ l 时， 求反响至 C A0.01mol / l所需时间 t= 秒。A. 85

50、00B. 8900C. 9000D. 99009.(2)在间歇反响器中进展等温一级反响A B，rA0.01C A mol / ls ，当 C A01mol / l时， 求反响至 C A0. 01mol/ l 所需时间 t= 秒。A. 400B. 460C. 500D. 56010.(2)对于自催化反响，最适宜的反响器为 。A. 全混流反响器B. 平推流反响器C. 循环操作的平推流反响器D. 全混流串接平推流反响器简答题1.(5)简述均相反响及其动力学的研究容？2.(5)简述理想反响器的种类？3.(5)k1RAk2rk C 2Erk CEE对于反响S ， RA ，其活化能为1 ； SA ，其活化

51、能为2 ，当1 E2 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？4.(5)简述等温恒容平推流反响器空时、反响时间、停留时间三者关系？5.(5)简述分批式操作的完全混合反响器？计算题 1.(10)k1醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反响生成甲烷和二氧化碳：CH 3 COOHCH 2COH 2OCH 3 COOHk 2CHCO2在916时 k14.65s1, k3.74s41，试计算：21 99%的醋酸反响掉的时间；(6分)2在此反响条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。 4分2.(10)在1000K于恒温恒压反响器中进展下述分解反响：RCH2OH( g )RCHO( g)H 2 ( g )5反响速率常

52、数 0.082 l/mol min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026 10 Pa，求 1 将20%的 RCH2OH分解所需时间；2RCH2OH的浓度降低 20% 所需的时间。3.(10)32现有一有效容积为0.75m 的搅拌釜反响器，其设置有换热面积为5.0m改反响器来进展AR的一级不可逆的液相反响，其速率常数的冷却盘管。欲利用k1.0788109exp5525.9T(h 1 )，反响热 (H r )20921J / molA ，原料液中 A的浓度 C A00.2mol / l，但不含反响产物R。此原料液的密度=1050g/l；定压比热CP2.929 J/g。要求原料液的进料流率为v3m3/ h ，反响器出口的反响液中0CA0.04mol / l。总传热系数U=209.2KJ/m h。所用的冷却介质的温度为25。2试求满足上述反响要求所需的反响温度以及料液的起始温度T0。4.(5)设某反响的动力学方程为r0.35C 2 mol / ls ，当A的浓度为1mol / l时，到达 A的剩余AA浓度 0.01mol / l ，需多少时间？化学反响工程期中复习题答案1.(3)质量传递、热量传递、动量传递2.(3)分批式操作、连续式操作