2025年大学化学工程与工艺（化工反应工程）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工反应工程）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的)1.对于化学反应A→P，其反应速率的定义式为（）A.-dCA/dtB.dCA/dtC.-dCP/dtD.dCP/dt2.反应级数（）A.只能是正整数B.可以是分数C.只能是整数D.只能是负数3.对于等温恒容的反应体系，下列哪种情况可使反应速率增大（）A.增加反应物浓度B.降低温度C.减小反应压力D.加入惰性气体4.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从298K升高到308K时，反应速率常数约增大（）A.2%B.5%C.10%D.20%5.全混流反应器的特点是（）A.反应器内物料浓度处处相等B.反应器内物料温度处处相等C.出口物料组成与反应器内物料组成相同D.以上都是6.平推流反应器的返混程度为（）A.0B.1C.无穷大D.介于0和1之间7.对于串联反应A→P→S，若要提高目的产物P的收率，应（）A.选择反应速率快的反应器B.选择反应速率慢的反应器C.采用多个反应器串联D.采用全混流反应器8.化学反应工程中，研究的对象是（）A.化学反应B.反应器C.反应体系D.以上都是9.下列哪种反应器适用于气-固相催化反应（）A.釜式反应器B.管式反应器C.固定床反应器D.流化床反应器10.反应速率常数k与下列哪些因素有关（）A.反应物浓度B.温度C.反应压力D.催化剂第II卷（非选择题，共70分）11.简答题(总共2题每题10分，简要回答下列问题)（1）简述化学反应工程的研究内容。（2）说明全混流反应器和平推流反应器的特点及区别。12.计算题(总共2题每题15分，计算下列各题)（1）某一级反应A→P，在300K时反应速率常数k=0.01min⁻¹，若反应物初始浓度CA0=1mol/L，求反应进行100min后反应物的浓度。（2）在等温恒容条件下，进行反应A→2P，反应速率方程为rA=kCA²，k=0.5L/(mol·min)，反应物初始浓度CA0=2mol/L，求反应进行10min时的反应速率。13.分析题(总共1题20分，分析下列反应过程)在某一连续流动的反应体系中，进行反应A+B→C，反应在全混流反应器中进行。已知进料中A的浓度CA0=1mol/L，B的浓度CB0=2mol/L，反应速率方程为r=kCACB，k=1L/(mol·min)。若反应器体积为10L，进料流量为5L/min，求反应器出口处A、B、C的浓度。14.论述题(总共1题10分，论述下列观点)论述化学反应工程在化工生产中的重要性。答案1.A2.B3.A4.D5.D6.A7.C8.D9.C10.B11.（1）化学反应工程的研究内容包括：研究化学反应的规律，建立反应速率方程；研究反应器的特性，建立反应器的数学模型；研究反应过程的优化，提高反应的效率和经济效益。（2）全混流反应器特点：反应器内物料浓度和温度处处相等，出口物料组成与反应器内物料组成相同，返混程度最大。平推流反应器特点：物料以相同的流速向前推进，不存在返混，各截面上物料浓度和温度不同。区别在于返混程度不同，全混流返混大，平推流无返混。12.（1）根据一级反应积分式CA=CA0e⁻kt，代入数据得CA=1×e⁻(0.01×100)=0.368mol/L。（2）反应速率方程rA=kCA²，CA=CA0-xA，xA=ktCA0/(1+ktCA0)，代入数据得CA=2-0.5×10×2/(1+0.5×10×2)=0.67mol/L，rA=0.5×0.67²=0.225L/(mol·min)。13.首先计算反应器的空时τ=V/v0=10/5=2min。设反应器出口处A的浓度为CA，B的浓度为CB，C的浓度为CC。根据全混流反应器的物料衡算，对于A有：v0CA0-v0CA=rV，即5×1-5CA=1×CA×(2-CA)，解得CA=0.5mol/L；对于B有：v0CB0-v0CB=rV，即5×2-5CB=1×0.5×CB×(2-0.5)，解得CB=1.33mol/L；对于C有：CC=v0CA0-v0CA=5×1-5×0.5=2.5mol/L。14.化学反应工程在化工生产中具有极其重要的地位。它为化工生产提供了理论基础，通过研究反应规律