2018年云南昆明理工大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程考研真題A卷

1、2018年云南昆明理工大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程考研真題A卷一、判斷題（正確的請(qǐng)打，錯(cuò)的打×，全打一種符號(hào)的不得分，每題1.5分，共15分）1.1 如果化學(xué)反應(yīng)A+BL的速率方程為rA=kcAcB，則說明化學(xué)反應(yīng)是基元反應(yīng)。1.2 對(duì)于等溫過程，不需要使用熱量衡算式。1.3 對(duì)于有物料循環(huán)的反應(yīng)系統(tǒng)，全程轉(zhuǎn)化率應(yīng)大于單程轉(zhuǎn)化率。1.4 對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)大于零的反應(yīng)，級(jí)數(shù)越高，反應(yīng)速率越低。1.5 由階躍注入法可以直接測(cè)出停留時(shí)間分布密度函數(shù)。1.6 出現(xiàn)溝流現(xiàn)象時(shí)，實(shí)測(cè)的平均停留時(shí)間M實(shí)測(cè)VR/Q0。1.7 二級(jí)反應(yīng)的無因次互積因子為cA0kt。1.8 對(duì)反應(yīng)物A恒速加料到含有B的半間歇反應(yīng)器，其

2、產(chǎn)物濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線存在極大值。1.9 催化劑顆粒的顆粒密度大于它的骨架密度。1.10 外擴(kuò)散阻力可忽略的氣固催化反應(yīng)AB，其反應(yīng)物的濃度關(guān)系為cAgcAscAccAe。二、填空題（每空1分，共15分）2.1 化學(xué)反應(yīng)按熱特性可分為（ ）和（ ）兩類，按此分類反應(yīng)N2+3H22NH3為（ ）反應(yīng)。2.2 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)A+2B3L，rB=（ ）rL；速率方程式有（ ）和（ ）兩種形式。2.3 對(duì)于平推流模型，無因次停留時(shí)間=0.8時(shí)，F(xiàn)()=（ ）、E()=（ ），=（ ）。2.4 對(duì)可逆吸熱反應(yīng)，非絕熱變溫操作時(shí)最佳溫度序列遵循（ ）原則；反應(yīng)級(jí)數(shù)n=2時(shí)，容積效率（ ），應(yīng)選（ ）反應(yīng)器

3、。2.5 固定床與外界介質(zhì)間的傳熱阻力是（ ）、（ ）和（ ）。三、簡(jiǎn)答題（每題12分，共48分）3.1 寫出膨脹因子和膨脹率的定義式，說明它們的物理意義及與惰性氣體存在的關(guān)系。對(duì)于氣相反應(yīng)AL+M，要求轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%，恒容時(shí)計(jì)算出反應(yīng)器的體積為100 L。若利用100 L的反應(yīng)器，在其他條件均相同下，變?nèi)輹r(shí)出口轉(zhuǎn)化率將如何變化？3.2 說明實(shí)際反應(yīng)器中的混合現(xiàn)象及其含義3.3 寫出圖1的橫、縱坐標(biāo)和線條的符號(hào)和名稱，判斷哪些點(diǎn)是熱穩(wěn)定點(diǎn)？判斷依據(jù)是什么？說明溫差TT-Tw，TT-T0和TT-Tc的含義及對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器。3.4 說明蒂勒模數(shù)的物理意義及影響因素。四、推導(dǎo)題（4.1：10分，4.

4、2：5分，4.3：9分，共24分）4.1 由下列機(jī)理式導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)方程式：() A+1A1，() B+222B1/22，() A1+2B1/22C2+D2+1，() C2C+2，() D2D+24.2 由動(dòng)力學(xué)方程式導(dǎo)出機(jī)理式： 4.3 基元液相反應(yīng)AL+M（cL0=cM0=0），寫出該反應(yīng)用濃度表示的速率方程，并推導(dǎo)其用轉(zhuǎn)化率表示的等溫積分形式。提示：(1) k、k分別為正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)，K為平衡常數(shù)，令cA0/K=M；(2) 五、計(jì)算題（5.1題8分，5.2題16分，5.3題12分，5.4題12分，共48分）5.1 基元液相反應(yīng)A+BL的初始速率為5.0×10-7 kmol/

5、(m3·s)，且兩反應(yīng)物的初始濃度皆為0.2 kmol/m3。求以下列單位所表示之反應(yīng)速率常數(shù)為多少？(1) L/(mol·s)；(2) m3/(kmol·h)。5.2 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行某液相一級(jí)反應(yīng) A ® 2B，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2.302 min時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)A的轉(zhuǎn)化率為90%。現(xiàn)改為連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器，操作溫度不變，純A進(jìn)料，反應(yīng)器入口處原料的體積流量為Q0 = 0.2 L/min。求下列情況的體積或轉(zhuǎn)化率，并分析計(jì)算結(jié)果。(1) 當(dāng)反應(yīng)器為PFR時(shí)，轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)，所需反應(yīng)器體積為多少？(2) 當(dāng)反應(yīng)器為CSTR時(shí)，反應(yīng)器體積為0.8 L時(shí)，反應(yīng)器出口

6、轉(zhuǎn)化率為多少？(3) 當(dāng)2個(gè)體積分別為0.4 L的CSTR串聯(lián)時(shí)，第二個(gè)CSTR出口的轉(zhuǎn)化率為多少？(4) 當(dāng)不同體積的PFR和CSTR串聯(lián)時(shí)，PFR出口轉(zhuǎn)化率為50%，CSTR出口轉(zhuǎn)化率為80%，求各個(gè)反應(yīng)器的體積。5.3 在PFR中于1 atm、650 等溫進(jìn)行反應(yīng)C4H8(A)C4H6(L)+H2(M)，反應(yīng)速率方程rA=kpA kmol/(m3·h)，k=106.48 kmol/(m3·h·atm)。原料氣為丁烯和水蒸氣的混合物，其摩爾比為1。若要求丁烯轉(zhuǎn)化率為0.9，空時(shí)應(yīng)為多少？5.4 70 、1atm條件下，在高和直徑相等的圓柱形催化劑上進(jìn)行某一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率rA=kcA=10-5 mol/(s·cm3cat)。已知孔容為0.5 cm3/g，比表面積為160 m2/g，曲節(jié)因子為4.8，孔隙率為0.33，分子量為58。如