08-09反應(yīng)工程B（答案）

1、 化學(xué)與化學(xué)工程 學(xué)院 化學(xué)工程與工藝 專業(yè) 06 級 班 姓名: 學(xué)號: 20082009學(xué)年春季學(xué)期期末考試試題。-密-封-線- 北方民族大學(xué)試卷題目一二三四總成績復(fù)核得分閱卷教師課程代碼： 13100240 課程： 化學(xué)反應(yīng)工程 (b卷)說明：可攜帶公式表和計算器一、填空題（每空2分，共20分）1、速率方程式有 雙曲函數(shù) 和 冪級數(shù) 兩種形式。2、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_qr=qg_ 、_。3、測定氣-液相反應(yīng)速率的方法與均相反應(yīng)時不同之點是實驗時要排除氣相和液相中的_擴(kuò)散阻力_，使反應(yīng)在動力學(xué)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。4、氣相反應(yīng)2a + b 3p + s進(jìn)料時無惰性氣體，a與b以2

2、1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_1/2_。5、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù) ，其中為特征長度，若顆粒為球形則= r/3 。6、對于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.1um時，分子與孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為_努森擴(kuò)散_。7、非理想流動模型中，多釜串聯(lián)模型的參數(shù)是 釜數(shù)n ；軸向擴(kuò)散模型的參數(shù)是 彼列克數(shù)pe 二、判斷題（正確的請打，錯的打，全打一種符號的不得分，每小題1分，共15分）1按化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，可將化學(xué)反應(yīng)分為基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)。（）2單程轉(zhuǎn)化率是以進(jìn)口物料作為計算基準(zhǔn)。（ ）3如果要求反應(yīng)物的濃度低，以獲得高的選擇性，管式反應(yīng)器優(yōu)于釜式。（ ）4惰性氣體的

3、存在對氣相反應(yīng)的膨脹因子沒有影響。（ ）5離析流模型中流體粒子之間不存在任何形式的物質(zhì)交換。（ ）6擴(kuò)散準(zhǔn)數(shù)pe的數(shù)值不同，反映了返混的程度。（ ）7流體粒子在系統(tǒng)進(jìn)口處有出無進(jìn)，在出口處有進(jìn)無出的系統(tǒng)稱為閉式系統(tǒng)。（） 8對一級不可逆等溫恒容反應(yīng)，采用多級釜式反應(yīng)器串聯(lián)時，要保證總的反應(yīng)體積最小，必要條件是各釜的反應(yīng)體積相等。（ ）9間歇反應(yīng)器的反應(yīng)體積只與處理量和反應(yīng)時間有關(guān)。（ ）10在循環(huán)反應(yīng)器中，循環(huán)流僅僅影響反應(yīng)器進(jìn)口的物料濃度。 （ ）11當(dāng)反應(yīng)級數(shù)大于1時，微觀混合使平均反應(yīng)速率下降。（ ）12對于平行反應(yīng)而言，主反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)小于副反應(yīng)時，內(nèi)擴(kuò)散使反應(yīng)選擇性降低。（ ）13同

4、一催化劑，所用的反應(yīng)溫度越低，催化劑活性越好，消除外擴(kuò)散影響所須的流體質(zhì)量速度越大。（）14熱點溫度處，dt/dxa=0，dt/dz=0。（ ）15實驗室催化反應(yīng)器要求等溫操作，同時反應(yīng)氣體保持理想流型。（ ）三、分析論述題（第1題5分，第2題6分，第3題11分，共22分）1、簡述朗格繆爾理想吸附的基本假設(shè)，并寫出單分子理想吸附的等溫方程式。答：langmuir理想吸附模型（1）催化劑表面是均勻的，即具有均勻的吸附能力，每個活性位都有相同的吸附熱和吸附活化能；（1分）（2）吸附分子間沒有相互作用；（1分）（3）吸附和脫附可以建立動態(tài)平衡（1分）單分子理想吸附的等溫方程式：（2分）2、簡述下圖所

5、反映出的關(guān)于間歇及連續(xù)釜式反應(yīng)器進(jìn)行連串反應(yīng)時轉(zhuǎn)化率和收率間的規(guī)律。 答：無論k2/k1為何值，在相同的轉(zhuǎn)化率下，間歇釜的收率總是大于連續(xù)釜的收率，而且隨著k2/k1值的減小，這種差異越大。（3分）無論間歇操作還是連續(xù)操作，釜式反應(yīng)器的收率總是隨k2/k1的減小而增大的。（3分）3、(1) co（a）+=co(2) h2（b）+=h2(3) co+2h2=ch3oh+2(4) ch3oh=ch3oh（r）+推導(dǎo)當(dāng)控制步驟分別為(1)時的反應(yīng)動力學(xué)方程。解：控制步驟為(1)時，四、計算題（第1題13分，第2題20分，第3題10分，共43分）1、反應(yīng)a+br+s，已知vr=0.001m3，物料進(jìn)料

6、速率q0=0.510-3m3min-1，ca0=cb0=5molm3，動力學(xué)方程式為ra=kcacb，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行時出口轉(zhuǎn)化率為多少？(2)欲用全混流反應(yīng)器得到相同的出口轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器體積應(yīng)多大?(3)若全混流反應(yīng)器體積vr=0.001m3，可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為多少?解：（1）平推流（2） 全混流（3）2、有一有效容積vr=1m3，送入液體的流量為1.8m3hr-1的反應(yīng)器，現(xiàn)用脈沖示蹤法測得其出口液體中示蹤劑質(zhì)量濃度變化關(guān)系為：t/min01020304050607080c/kgm-3036543210求（1）其停留時間分布規(guī)律，即

7、f(t)，e(t)， （2）若在此反應(yīng)器中進(jìn)行ad反應(yīng)，已知ca0=25molm-3，動力學(xué)方程為ra=0.05ca molm-3min-1用軸向擴(kuò)散模型擬合，求模型參數(shù)pe，并用該模型預(yù)測反應(yīng)物a出口轉(zhuǎn)化率。解：示蹤法求停留時間分布規(guī)律t/minc/kgm-3cf(t)e(t)tct2c000000010330.1250.1253030020690.3750.2501202400305140.5830.2081504500404180.7500.1671606400503210.8750.1251507500602230.9580.0831207200701241.00.042704900800241.00002480332003、異丙苯在催化劑上脫烷基生成苯，如催化劑為球形，密度為p=1.