(完整word版)化學(xué)反應(yīng)工程考試試卷及答案

1、0、填空(40 分)(1 )氣相反應(yīng) A + 3BT2C,貝 U*=_&= _。(2)反應(yīng)速率常數(shù)有時(shí)可以表為_(kāi)r. CA ,前提是。dt(3)_ 空間速度是指 _，空間時(shí)間是指 _ 。(4)_反應(yīng)具有最佳溫度曲線(xiàn)，最佳溫度曲線(xiàn)是指 _ _。3(5)多孔性球形顆粒 10 克，半徑 1cm,系由密度為 4.0 克/cm 的材料制成。則其孔容積 Vg= _,孔隙率0= _假密度p= _。2(6)已知某非理想流動(dòng)反應(yīng)器其停留時(shí)間分布的方差二：=0.218，如果采用擴(kuò)散模型，則Pe=_ ,如果采用多級(jí)全混流模型，則m=_(7)_催化劑微孔內(nèi)的氣體擴(kuò)散有_擴(kuò)散，擴(kuò)散、擴(kuò)散、及_擴(kuò)散等多種形式。-

2、LL二2CA(8)復(fù)合反應(yīng)A2，進(jìn)料 CA0= 1 mol/L,反應(yīng)進(jìn)行至,MrM-2CAXA=0.5時(shí)，瞬時(shí)選擇性SL= _ 。如果該反應(yīng)在在固體催化劑中進(jìn)行時(shí)，由0于內(nèi)擴(kuò)散的影響，選擇性會(huì) _。t(9)E(t)dt二_,FC：) =_ ,F(0)=_。(10 )內(nèi)擴(kuò)散效率因子Z和 Thiele 模數(shù)的數(shù)值通常有如下關(guān)系:外擴(kuò)散和化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制時(shí)Z_1， 值較_；內(nèi)擴(kuò)散強(qiáng)烈影響時(shí)Z_1,值較_。(11) CO 中溫變換反應(yīng)器屬于固定床里的 _反應(yīng)器。固定床按氣體流動(dòng)方向，可以分為_(kāi)和_ 反應(yīng)器。(12 )某一級(jí)不可逆的氣液反應(yīng)過(guò)程，已知kL=10一4m/s, DL=1.5X 10=9m2/s

3、,則當(dāng) k_時(shí)，該反應(yīng)屬于快反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)主要在 _，工業(yè)上可選用反應(yīng)器或 _ 反應(yīng)器；當(dāng) k_時(shí)，該反應(yīng)屬于慢反應(yīng)，這時(shí)反應(yīng)區(qū)主要在_，工業(yè)上可選用 _或_ 反應(yīng)器。lr = 1OC C2L 2 B，L 為主產(chǎn)物，則適MrA=2-0CACB宜的操作條件對(duì)CA和CB的要求是_。(14)返混是指_(15)測(cè)定停留時(shí)間分布最常用的示蹤劑注入方法有 _ 法和_ 法。二、簡(jiǎn)答題(20 分)(1)簡(jiǎn)述活塞流模型和全混流模型的基本特征。(2)根據(jù)縮芯模型，描述H2S和ZnO反應(yīng)的宏觀步驟。(3)對(duì)于快速的一級(jí)不可逆的氣液反應(yīng)，寫(xiě)出其宏觀反應(yīng)速率的表達(dá)式(指明式中各參數(shù)的含義)。(4)對(duì)于一級(jí)不可逆的氣固相催

4、化反應(yīng)，寫(xiě)出其宏觀反應(yīng)速率的表達(dá)式(指明式中各參數(shù)的含義)。三、計(jì)算題(每題 10 分，共 40 分。)(1)乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷為銀催化劑上的氣固相催化反應(yīng)，進(jìn)入反應(yīng)器的氣體組成C(10 )內(nèi)擴(kuò)散效率因子Z和 Thiele 模數(shù)的數(shù)值通常有如下關(guān)系:(摩爾比)：C2H4： 15%,。2: 7%,CO2: 10%,其余為 Ar、N2；出反應(yīng)器氣體中現(xiàn)已知：C2H4: 13.1%,02: 4.8%。試計(jì)算乙烯的轉(zhuǎn)化率、環(huán)氧乙烷的選擇性C2H4+0.5O2TC2H4O及收率。(C2H4302 2CO22H2O)(2)丁烯制丁二烯C4H8 C4H6+H2，已知反應(yīng)的步驟為(A) C4H8( )= (

5、C4H8)(B) 24出)=(C4H6)H2(C)C4H6()請(qǐng)分別導(dǎo)出(A) ( B) ( C)為控制步驟的均勻吸附動(dòng)力學(xué)方程。(3)在活塞流反應(yīng)器中進(jìn)行等溫、體積不變的一級(jí)不可逆反應(yīng)，則出口轉(zhuǎn)化率可達(dá)0.96，現(xiàn)保持反應(yīng)條件不變，但將反應(yīng)改在：(a) 相同體積的全混流反應(yīng)器中，(b) 等體積串聯(lián)的兩個(gè)全混流反應(yīng)器(總體積與活塞流反應(yīng)器相等)中。(c)相同體積的間歇反應(yīng)器， 反應(yīng)時(shí)間與輔助時(shí)間之比為5: 1 試分別計(jì)算所能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。(4)某全混流反應(yīng)器體積為 100L，物料流率為 10 L/s。(a)試分別求出在反應(yīng)器中逗留時(shí)間為911s、 小于 10s、大于 10s 的物料在總進(jìn)料中所

6、 占的比例。(b)用脈沖法注入示蹤劑，其出口濃度用 C(t)表示，假設(shè) C(0)為已知，試寫(xiě)出 C(t)這個(gè)QO函數(shù)的表達(dá)式。并指出0C(t)dt的值。、填空(40 分)(1) 22/3(2)等容 。(3)單位時(shí)間內(nèi)， 流過(guò)多少個(gè)反應(yīng)器體積的物料(其它正確表達(dá)方式也可)物料流過(guò)反應(yīng)器所需要的時(shí)間(其它正確表達(dá)方式也可)_。(4)可逆放熱反應(yīng)不同轉(zhuǎn)化率下的最佳溫度所形成的曲線(xiàn)(5)Vg= 0.169 cm3/g ,0=0.403p=2.39g/cm3。(6)Pe=_9.17_, m=_4.59_(7 )分子擴(kuò)散，努森 Knudsen 擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、構(gòu)型擴(kuò)散(8)SL=2/3 。會(huì) 增咼 。t(

7、9)E(t)dt“，F(xiàn)(：)，F(xiàn)(0)=0。0(10)外擴(kuò)散和化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制時(shí)z1, 值較 ?。粌?nèi)擴(kuò)散強(qiáng)烈影響時(shí)z20/3 時(shí)，該反應(yīng)屬于快反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)主要在液膜，工業(yè)上可選用填充床反應(yīng)器或降膜 反應(yīng)器:當(dāng) k k = -In(1-XA)=3.2191XA= 10.7631 k二k /2 = 1.6095,xA=1-()0.8531 + k訃=2.6825樣2 79320(4)tm =10S(1)F(11)- F(9) = (1-e1/1F(10) =1 e=0.632C(t)E(t)二C(t)二0C(t)dtI-1_t/te tm)-(1 - e-9/1) = 0.40657 - 0.33287二0.0