化学反应工程期末自测试卷6

化学反应工程试卷填空题1.(1)化学反应工程是一门研的科学。2.(1)A如果平行反应 。

P(主)均为一级不可逆反应，若EE，提高选择性SP应3.(1)aA+bB pP+sS对于反应，则

(r。P A4.(1)全混流反应器的移热速率Qr= 。5.(1)全混流反应器的返。6.(1)介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称。7.(1)在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度。8.(1)气-固相催化反应的内扩散模数S ，它是表征内扩散影响的重要参数。9.(2)气体在固体表面上的吸附中物理吸附是结合的，而化学吸附是 结合的。10.(1)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，只考虑流体流方向上有温度和浓度的变化，因此一般可模型来计算。11.(2)目前描述固定床反应器的数学模型可分的两大类。12.(3)在流化床中为了传热或控制-固相间的接触常在床内设置内部构件以垂直管为常用，它同时具， 并甚的作用。13.(1)描述流化床的鼓泡床模型它相当于U0/Umf 时乳相中气体全部下流的况，工业上的实际操作大多属于这种情况。14.(1)双膜模型把复杂的相间传质过程模拟的叠加相间传质阻力等于双膜传质阻力的加和。单项选择1.(2)全混流反应器中个稳定的定常态操作点。A.1 B.2 C.3 D.42.(2)一级连串反应A度 C 度 P,max

P SPK K2 C

K K2 C KC ( 1)K2KK11

A0

( 2)KK A02A0K2[(K2

/K)1/21]21

2 11A01

[(K/K)1/21]2D.1 2D.3.(2)轴向分散模型的物料衡算方程式边界条件下有解析解。A.闭闭 B.开-闭 C.-开 D.-4.(2)反应级数n= 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。A.0 B.0.5 C.1 D.2d k5.(2)催化剂在使用过程中会逐渐失活其失活速率式为 dt

Cmdi

，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时。A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1k Cm1/DR6.(2)催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数k Cm1/DR速率之比。

e值的大小反映了表面反应A.扩散速率 B.外扩散速率 C.内扩散速率 D.实际反应速率7.(2)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。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应固定床反应器拟均相二维模型的特点。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)U U u9.(2)流化床反应器中的操作气速0是根据具体情况定的一般取流化数0 t在 范围内。A.0.1～0.4 B.C.D.10.(2)下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特。A.各参数均为恒值 B.参数值不随床高而变C.参数值与气泡大小无关 D.参数值与气泡大小有关简答题1.(5)对于可逆放热反应如何选择操作温度？2.(5)简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？3.(5)简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？4.(5)简述固定床反应器的优缺点？5.(5)简述流化床反应器的缺点？6.(5)简述气-液相反应器的设计所包含的内容？IV.计算题1.(10)醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：1CHCOOHkCH13

CO

O 2

COOH k23

CH4

CO2k916℃时

4.65s1,k2

3.74s1，试计算：99%在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性（4）2.(5)A平行反应

P(主)r

rA，

C2 C 2.0mol/lA，已知A0 ，C C 0 CP0 A0 ，求在平推流反应器中的P,max？A A B 13.(10)在一容积为2.5m3的间歇釜中进行均相反应A+B→P，为防止产物P在高温分解反应维持在75℃等温操作，r kCCkmol/ls，k /kmolsA A B 1A0 B0E/mol。当反应物A和B的初始浓度均为C C 4mol/lA0 B0Ax 0.800.684kmol的反应物A。今若把反应移到一个管A内径为125mm的理想管式反应器中进行，若将温度提升到85℃等温操作，且处理量与所要求达到的转化率均与间歇反应时相同，求所需的管式反应器长度。4.(10)应用脉冲示踪法测定一容积为12l的反应装置，进入此反应器的流体流速v /min0 80克的示踪剂A，并同时测其出口物料中A度C随时间的变化，实测数据如下：t（min）05t（min）05101520253035C（g/l）03554210 A 2试根据实验数据确定E（t）曲线的方差t

2和。A 5.(5)某一液相分解反应，若已知其反应动力学为r kC ，k0.307min1A 20.21115min

，求其最终转化率为多少？答案1.(1)化学反应的工程问题2.(1)提高温度apa3.(1)

T

)

UATm)4.(1)5.(1)最大

v0 P

0 v0 P6.(1)部分凝集态7.(1)愈小kCkCm1V SD8.(1 e9.(2)范德华力、化学键力10.(1)拟均相一维11.(2)拟均相、非均相12.(3)传热、控制气泡聚、减少颗粒带出13.(1)＞6～1114.(1)串联的稳定的双膜分子扩散过程1.(2)B2.(2)B3.(2)D4.(2)C5.(2)A6.(2)C7.(2)A8.(2)A9.(2)A10.(2)C1.(5)1）对于放热反应，要使反应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分）2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；（②分）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡（①分）2.(5)通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线（①分）所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统（②分）根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法（②分）3.(5)1）分2）反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；①分3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；①分气相产物向气相主体扩散。①分4.(5)凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。（①分）催化剂在床层内不易磨损（①分）床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力（①分固定床中的传热较差（①分）催化剂的更换必须停产进行（①分）5.(5)1）（①分）粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一（①分）在以粒子为加工对象时，影响产（①分）（①分）粒子的磨损和带出造成催化剂的损失，并要设置旋风分离器等粒子回收系统（①分）6.(5)（②分）反应器特性来确定能满足给定生产任务的反应器几何尺寸（③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CA0，则dxk(Cdt 1 dyk(Cdt 2

xy)①分xy)①分相加得

d(xy)(kdt 1

k)(C2

xy)①分d(xy) (kA0将其积分C (xy) A0

k)dt2Cln A0 (kk)tCC (xy) 1 2A0 ②分99%时xy0.99CA0 ①分1 t ln 0.5491 4.653.74 10.99 ①分S P瞬时选择性为

dxdy ①分积分得

k k2

4.65 3.74②分Sx55.4%y ①分r 2 dCP P PP 2.(5)解：

r 2CA

A ①分对上式进行积分得CAC 2dCCAP C 2C AA0 A ①分当CA 0时，产物P的浓度最大 ①分CP∴

2 2dC2C A

2ln21.386mol/l②分3.(10)解：根据阿累尼乌斯公式kkeE/RT0 ①分k E1 11 ( )k RT故 2 2

T①分求得k2 s ①分C C因为A0 B

4mol/l，且为等摩尔反应，故r kC

kC2 kC2xdCAA A

A A0

dt ①分在间歇反应器中所需的反应时间为：1C dC 11 1 1 xt A A ( ) A kCCA0 A

kC CA A

kCx)A0 A ①分带入得tmin ①分此反应时间应等于在理想管式反应器中的停留时间，即 min①分F v A0 0 C A0 ①分V v 17130 ①分L V 35m管长 /4D2 ①分4.(10)解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：CdtM C 801000 A v0

0 ①分C0 A

5[02(541)4(3520)]1003 ①分∴实验数据的一致性检验是满足的。2t2E(t)dtt2∵t 0 ②分tV1215(min)其中 v0 ①分由数据计算得如下表： ②分t（min）05101520253035/CA 000.030.050.050.040.020.010t2E（t）00.75511.251612.5905t2E(t)dt