化学反应工程期末自测试卷

化学反应工程期末自测试卷化学反应工程期末自测试卷化学反应工程试卷填空题1.(1)化学反应工程是一门研究 的科学。2.(1)A如果平行反应 。

P(主)EESP应3.(1)aAbB 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)全混流反应器的返混 。6.(1)介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为 。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就 。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数。9.(2)气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠 结合的，而化学吸附是靠 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.(2)目前描述固定床反应器的数学模型可分为 和 的两大类。12.(3)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，垂直管最为常用，它同时具有 ， 并甚至 的作用。13.(1)描述流化床的鼓泡床模型，它相当于U0/Umf 时，乳相中气体全下流的情况，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成 的叠加间传质总阻力等于双膜传质阻力的加和。单项选择1.(2)全混流反应器中有 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

K1 P K2 SP的最大浓度CP,max 。KK2 CK

K K2C ( 1)K2K

A0

( 2)KK111122A0K 122

[(K

/K)1/21]21

A0K 2 D.C A0[(K1

/K)1/223.(2)轴向分散模型的物料衡算方程在 式边界条件下有解析解。A.闭-闭 B.开-闭 C.闭-开 D.开-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.2d5.(2)催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt

kCmd i

，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时，d为 。kV SCm1/DeA.kV SCm1/DeR6.(2)催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数SR面反应速率与 之比。

值的大小反映了表A.扩散速率 B.外扩散速率 C.内扩散速率 D.实反应速率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应固定床反应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0 9.(2)流化床反应器中的操作气速U0是根据具体情况定的一般取流化数U u在0 范围内。A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.510.(2)下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点 。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：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2916℃时

4.65s1,k121

3.74s1，试计算：99%的醋酸反应掉的时间；(6分)（4分）2.(5)A平行反应

P(主)PS(副)，其中rP

2CA

r C2，已知C

2.0mol/l，，AP0 P,mSA0C C ，AP0 P,mSA03.(10)2.5m3A+B

PP在高A75A

kCCA

kmol/ls k，1，

/kmols，A0 BE/molAB的初始浓度均为CC4A0 BAAx0.800.684kmolA125mm的理想管式反应器中进行，若将温度提升到A85管式反应器长度。005101520253035CA03554210005101520253035CA03554210（g/l）E（t）曲线的方差

2和2。t 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 15min转化率为多少？

20.211，求其最终答案1.(1)化学反应的工程问题2.(1)提高温度apa3.(1)

T

UA)(T

UATm)4.(1)

v0 P

0 v0 P5.(1)最大6.(1)部分凝集态7.(1)愈小kCkCm1V SDe8.(19.(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）（②分）2）（②分）3）（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（②分（②分）3.(5)1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液A①分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（①分1）催化剂在床层内不易磨损（①分2）（①分3）固定床中的传热较差（①分4）（①分）-固两相接触不够有效；（①分）粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一（①分）（①分）且粒子的全混造成了气体的部分返混，影（①分）（①分）6.(5首先是根据气（②分（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) (k(xy) A0

k)dt2ln CA0 (kk)tC (xy) 1 2A01）

②分当转化率为99%时xy0.99CA0 ①分t 1 ln 1 0.549s4.653.74 10.99 ①分2）

S dxP dy①分x k 4.65 1积分得

y k2Sxy

3.74 ②分55.4%①分P rPA2.(5)解：P rA

2 dCP①分2C dC①分A A对上式进行积分得C CAP C

22C dCAA0 A ①分当CA0时，产物P的浓度最大 ①分AC A

2 dC 2ln21.386mol/l∴P,max

02C A ②分3.(10)解：根据阿累尼乌斯公式0kkeE/RT ①分0k E 1 1ln 1 ( )21故k2 R T T ①分21求得k2/mols ①分A0 B因为C C 4mol/A0 Br kCCA A

kCA

kC2x )2A0 A

AdCdt ①分dC在间歇反应器中所需的反应时间为：At1C dCAA

1(1 1)1 xAk C CA0 A

k C CA

k C x)①分A0 A①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2.5min①分Fv A00 CA0

0.6840.004

/min①分0Vv 1712.5428l0.428m3 ①分0L V 35m管长 /4D2 ①分4.(10)12l的反应装置，进入此反应器的流体流速v00.8l/80A，并同时测其出口物料ACA随时间的变化，实测数据如下：05101520253035CA03554210E（t）曲线的方差

2和2。t 4.(10)解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：C

dtMC

80

1000 A v0

0 ①分C0 A

dt544(3521003 ①分∴实验数据的一致性检验是满足的。2t2E(t)dtt2∵t 0 ②分tV 12

15(min)0其中 v0分

0.8 ①数据数据计算得如下表0510152025303500.030.050.050.040.020.01000.75511.251612.590②分t（min）E（t）=CA/C0t2E（t） 5 t2E(t)dt [0169