2026年大学大三（化学工程）化学反应工程实验阶段测试题及答案

2025年大学大三（化学工程）化学反应工程实验阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：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6题，每题5分)1.在化学反应工程实验中，对于反应速率的测定，以下哪种方法是通过直接测量反应物或产物浓度随时间的变化来进行的？（）A.化学分析法B.物理分析法C.色谱分析法D.电位分析法2.关于反应器的选型，在进行气固相催化反应时，若反应为放热反应且热效应较大，以下哪种反应器相对更合适？（）A.固定床反应器B.流化床反应器C.釜式反应器D.管式反应器3.在研究某一化学反应的动力学时，通过实验得到反应速率与反应物浓度的关系为r=kCₐCᵦ，这种动力学模型属于（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.多级反应4.对于化学反应工程实验中的物料衡算，以下说法正确的是（）A.只适用于连续稳定流动体系B.不适用于间歇操作过程C.是分析反应器性能的重要工具D.与反应动力学无关5.在测定某反应的活化能时，实验数据处理中常用的方法是（）A.线性回归法B.差值法C.积分法D.微分法6.在化学反应工程实验中，为了提高实验结果的准确性，以下操作不正确的是（）A.多次重复实验B.严格控制实验条件C.随意更换实验仪器D.对实验数据进行合理处理第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题4分，共20分）答题要求：请在横线上填写正确答案。1.化学反应工程实验中，常用的反应器类型有______、______、______等。2.反应速率常数k与温度T的关系通常遵循______方程，其表达式为______。3.在气固相催化反应中，催化剂的活性通常用______来表示。4.对于间歇反应器，反应时间t与反应体积V、初始反应物浓度C₀以及反应速率r的关系为______。5.化学反应工程实验中的数据处理方法包括______、______、______等。三、简答题（每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰。1.简述化学反应工程实验中，如何确定反应级数？2.说明在化学反应工程实验中，影响反应器性能的主要因素有哪些？四、实验分析题（每题15分，共15分）答题要求：根据所给实验材料，分析回答问题。材料：在进行某一化学反应工程实验时，研究人员使用了间歇反应器，反应体系为A→B。实验过程中，记录了不同时刻反应物A的浓度C随时间t的变化数据。通过对数据的处理，得到了如下结果：lnC与t呈线性关系。1.根据上述实验结果，判断该反应的反应级数，并说明理由。2.若已知反应速率常数k=0.05min⁻¹，初始反应物浓度C₀=1mol/L，求反应进行到10min时反应物A的浓度。五、综合应用题（每题15分，共15分）答题要求：结合所学知识，综合分析并解决问题。材料：某化工厂计划采用连续流动搅拌釜式反应器（CSTR）进行一个新的化学反应生产产品。已知该反应为二级反应，反应速率方程为r=kC²，其中k=0.5m³/(mol·h)，进料反应物浓度C₀=2mol/L，要求反应器出口转化率达到80%。1.计算所需的反应器体积。2.若实际生产中发现反应效果不理想，转化率未达到预期，分析可能的原因并提出改进措施。答案：一、1.A2.B3.C4.C5.A6.C二、1.固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器2.阿累尼乌斯，k=Aexp(-Ea/RT)3.活性组分的比表面积4.t=V/(V₀r)5.列表法、作图法、回归分析法三、1.可通过实验测定不同初始浓度下的反应速率，然后分析反应速率与浓度的关系。若反应速率与浓度的n次方成正比，则反应级数为n。可采用积分法或微分法处理实验数据来确定n值。2.主要因素有：反应动力学特性（反应级数、反应速率常数等）、反应器类型、操作条件（温度、压力、进料流量等）、催化剂性能（活性、选择性等）、物料的性质等。四、1.该反应为一级反应。理由：lnC与t呈线性关系，符合一级反应的动力学特征，一级反应的积分式为lnC=lnC₀-kt。2.由lnC=lnC₀-kt，已知k=0.05min⁻¹，C₀=1mol/L，t=10min，可得lnC=ln1-0.05×10=-0.5，所以C=0.607mol/L。五：1.对于二级反应，在CSTR中转化率的计算公式为：X=