2026年大学大三（化学工程）化学反应工程综合测试题及答案

2025年大学大三（化学工程）化学反应工程综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40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8题，每题5分)1.对于化学反应A+B→C，以下哪种反应速率表达式是正确的（）A.r=k[A][B]²B.r=k[A]²[B]C.r=k[A][B]D.r=k[A]³2.在间歇反应器中进行某反应，反应时间为t时反应物A的转化率为xA，若反应时间延长一倍，反应物A的转化率为（）A.2xAB.大于2xAC.小于2xAD.无法确定3.全混流反应器的特点是（）A.物料在反应器内的浓度和温度处处均匀B.物料在反应器内的停留时间相同C.出口物料的组成与反应器内物料的组成相同D.以上都是4.对于一级反应，其反应速率常数k与反应物浓度（）A.成正比B.成反比C.无关D.平方成正比5.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从300K升高到310K时，反应速率常数k将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小6.在连续流动釜式反应器中进行反应，其反应速率与（）A.反应器内物料的平均浓度有关B.反应器进口物料浓度有关C.反应器出口物料浓度有关D.反应器内物料的瞬间浓度有关7.对于可逆反应A⇌B，达到平衡时的条件是（）A.正反应速率等于零B.逆反应速率等于零C.正反应速率等于逆反应速率D.反应物浓度等于生成物浓度8.以下哪种反应器适用于液相均相反应（）A.间歇反应器B.全混流反应器C.平推流反应器D.以上都可以第II卷（非选择题共60分）9.（10分）简述化学反应工程的研究内容。10.（15分）在间歇反应器中进行某二级反应A→B，反应速率方程为r=k[A]²，已知k=0.01m³/(mol·min)，反应物A的初始浓度为2mol/m³，求反应进行10min时反应物A的转化率。11.（15分）某气相反应2A→B+C在平推流反应器中进行，反应速率方程为r=k[A]²，已知k=0.05m³/(mol·s)，反应物A的进料流量为0.02m³/s，进料浓度为4mol/m³，求反应器的体积为多少立方米才能使反应物A的转化率达到80%？12.（10分）材料：在某连续流动釜式反应器中进行某反应，其反应速率方程为r=k[C]，已知k=0.1s⁻¹，进料中反应物C的浓度为5mol/m³，出料中反应物C的浓度为1mol/m³。问题：求该反应器的空时。13.（20分）材料：某反应A+B→C在全混流反应器中进行，反应速率方程为r=k[A][B]，已知k=0.02m³/(mol·min)，进料中A的浓度为3mol/m³，B的浓度为2mol/m³，进料流量为0.01m³/min。问题：若使反应物A的转化率达到70%，反应器的体积应为多少立方米？答案：1.C2.C3.D4.C5.A6.A7.C8.D9.化学反应工程主要研究化学反应的工程问题，包括反应动力学、反应器设计与分析、反应过程的优化与控制等。通过建立数学模型，研究化学反应在不同反应器中的行为，以实现反应过程的高效、稳定运行，提高产品质量和生产效率。10.对于二级反应，其积分式为1/[A]-1/[A₀]=kt。已知[A₀]=2mol/m³，k=0.01m³/(mol·min)，t=10min，代入可得1/[A]-1/2=0.01×10，解得[A]=0.5mol/m³。则转化率xA=(2-0.5)/2=0.75=75%。11.对于平推流反应器，其设计方程为V=v₀∫₀ˣA(dxA/r)。已知v₀=0.02m³/s，[A₀]=4mol/m³，xA=0.8，r=k[A]²=0.05×(A₀(1-xA))²=0.05×(4×(1-0.8))²=0.008m³/(mol·s)。则V=0.02×∫₀⁰.⁸(dxA/0.008)=2m³。12.空时τ=(C₀-C)/r，已知C₀=5mol/m³，C=1mol/m³，r=kC=0.1×1=0.1mol/(m³·s)，则τ=(5-1)/0.1=40s。13.对于全混流反应器，其设计方程为V=v₀(C₀-C)/r。已知v₀=0.01m³/min，C₀A=3mol/m³，C₀B=2mol/m³，xA=0.7，则C₀=3mol/m³，C=3×(1-0.7)=0.9mol/m³，r=kC