化学反应工程期末考试试题及答案（整理）

本文格式为Word版，下载可任意编辑——化学反应工程期末考试试题及答案（整理）XXX大学化学反应工程试题B（开）卷

（答案）2023—2023学年第一学期

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，说明()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)2.四只一致体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值??为()A．1.0B.0.25C．0.50D．0

(1)(2)A???P???Q23．对一平行—连串反应A???R，P为目的产物，若活化能次序为：E2-rA2B．-rA1=-rA2C．-rA1E2，则反应温度应尽可能采用高温或低温？

k12A?B???Pk2A?2B???Q

2.在四段绝热式固定床反应器中进行n级不可逆反应，各段的催化剂量一致，且控制进入各段的反应物料温度相等.若n>0，试问

(1)哪一段的净转化率最大？哪一段最小？

(2)若段间采用冷激方法进行降温，试问第一段与其次段之间和其次段与第三段之间哪处需参与的冷激剂量多？为什么？

四、计算题：（第1，2题均为12分，第3题为14分，共38分）

1.在反应体积为1m3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇-1，2：该反应对环氧丙烷为一级，对水为零级，反应温度下反应速率常数等于0.98h-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3，环氧丙烷的最终转化率为90%。

（1）若采用间歇操作，辅助时间为0.65h，则丙二醇-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，则丙二醇-1，2的日产量又是多少？（3）为什么这两种操作方式的产量会有不同？

2.对一闭式反应器进行停留时间分布试验测定，在Q＝300L/min下，得到E(t)～t关系如下图所示。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：

H2COCHCH3?H2O?H2COHCHOHCH3

E(t)/min2(5)无因次方差??为多少？

（6）轴向扩散模型参数Pe为多少？

01020t/min

3．某一级不可逆气固催化反应，在反应温度150℃下，测得kP=5s-1,有效扩散系数DeA=0.2cm2/s。求：

（1）当颗粒直径为0.1mm时，内扩散影响是否已消除？

（2）欲保持催化剂内扩散有效因子为0.8，则颗粒直径应不大于多少？

一、1.A2.B3.B4.A5.B6.C7.B8.C9.B10.B

kE11ln2?(?)?ln2k1RT1T2（1）E(t)

（2）F(t)

（3）该反应器体积为多少？

（4）多级串联模型参数N为多少？

－1E11?(?)?ln28.314298308二、1.52894J／mol?E?52894J/mol2.

A?σ?AσB2?2σ?2BσkSAσ?Bσ???Rσ?σ(此步为速率控制步骤）Rσ?R?σ

3.E1a24.全混流反应器活塞流反应器5..xA1ηb（2）ηaE2，则反应温度应采用高温。

2.答：(1)虽然各段进口温度相等,在催化剂量一致的状况下，净转化率也按1至4段的顺序

递减，第一段最大，其次段次之，第三段再次之，第四段最小。

(2)因第一段反应量大于其次段反应量，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：

3?1V?1m,r?kC,k?0.98h,CA0?2.1kmol/l,XA?0.9rAA1.解：

一级不可逆反应：

11ln(1?xAf)??ln(1?0.9)?2.35hk0.98Vr?Q0(t?t0)?Q0(2.35?0.65)?1t??Q0?1/3m3/h

3CX?2.1?0.9?1.89kmol/mA0A丙二醇的浓度=

丙二醇的产量=Q0CA0xAf＝1.89?1/3?0.63kmol/h?15.15kmol/日(2)采用定态下连续操作Vr?Q0XAfk(1?XAf)?Q0?0.9?10.98(1?0.9)所以Q0=0.109m3/h

丙二醇的产量=0.109?1.89?0.2058kmol/h?4.939kmol/日（3）因连续釜在低的反应物浓度下操作，反应速率慢，故产量低。

2.答：（1）E(t)＝-1/200(t-20)(2）F(t)＝-t2/400+0.1t（3）V＝2m3（4）多级串联模型参数N＝2(5)无因次方差

2????2???11?N2（6）

22-Pe-(1-e)?0.52PePe?Pe?2.56

3.解：

(1)??dP6kP0.0151??0.00833??DeA60.23???1(2)??1?11?????0.8????tanh3?3??试差，得?＝0.68??dP6kPd?PDeA655?dP?0.680.26

湖北XX大学化学反应工程试题

一、选择题

dP?0.816cm1、气相反应CO+3H2CH4+H2O进料时无惰性气体，CO与H以1∶2摩尔比进料，则

2

膨胀因子δCO=__。A.-2B.-1C.1D.22、一级连串反应ACP,max?K1PK2S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度

______。

K22?K1KCA0K2KCA0(1)K2?K1C()A01/22[(K/K)?1]KK2121A.B.C.

K2CA01/22[(K/K)?1]12D.

3、串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P与副产物S的选择性SP=__。

nP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0nA0C.nS?nS0D.nR?nR0n?nAB.

A.A04、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_____。A.＜0B.=0C.≥0D.＞0

P(主)A5、对于单一反应组分的平行反应降，则最适合的反应器为_____。

S(副)，其瞬间收率?P随CA增大而单调下

A.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_______。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7、一级不可逆液相反应A2R，CA0?2.30kmol/m，出口转化率xA3?0.7，每批

操作时间t+t0=2.06h，装置的生产能力为50000kg产物R/天，MR=60，则反应器的体积V为__m3。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4

C?1mol/l8、在间歇反应器中进行等温一级反应A→B，?rA?0.01CAmol/l?s，当A0时，

求反应至CA?0.01mol/l所需时间t=______秒。

A.400B.460C.500D.560

9、一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空

时

?opt?_____。A.

ln(K2/K1)K2?K1B.

ln(K1/K2)K2?K1C.

ln(K2/K1)K1K2D.

1K1K2

10、分批式操作的完全