《化學(xué)反應(yīng)工程》期末考試試題

1、1反應(yīng)器中等溫進(jìn)行著AP(1)和AR(2)兩個(gè)反應(yīng)，當(dāng)降低A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A反應(yīng)(1)對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)大于反應(yīng)(2) B反應(yīng)(1) 對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)小于反應(yīng)(2)C反應(yīng)(1)的活化能小于反應(yīng)(2) D反應(yīng)(1)的反應(yīng)速率常數(shù)大于反應(yīng)(2)2.四只相同體積的全混釜串聯(lián)操作，其無(wú)因次停留時(shí)間分布的方差值為( B ) A 1.0 B. 0.25 C0.50 D03對(duì)一平行連串反應(yīng)，P為目的產(chǎn)物，若活化能次序?yàn)椋篍2<E1<E3，為了目的產(chǎn)物的收率最大，則最佳操作溫度序列為（ B）。A先高后低 B.先低后高 C高溫操作 D低溫操作4兩個(gè)

2、等體積的全混流反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)操作，反應(yīng)為一級(jí)不可逆，則第一釜的反應(yīng)速率-rA1與第二釜的反應(yīng)速率-rA2之間的關(guān)系為( A )。兩釜反應(yīng)溫度相同。A-rA1 > -rA2 B-rA1 = -rA2 C-rA1 < -rA2 D.不能確定何者為大5. 已知一閉式反應(yīng)器的，該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來(lái)描述，則模型參數(shù)N為（ B ）。 A 4.5 B. 5.6 C3.5 D4.06固體催化劑之所以能起催化作用，是由于催化劑的活性中心與反應(yīng)組分的氣體分子主要發(fā)生( C)。 A物理吸附 B化學(xué)反應(yīng) C化學(xué)吸附 D質(zhì)量傳遞7包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱(chēng)之為( B )A堆(積)密度 B顆粒密

3、度 C真密度 D平均密度8在氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中，內(nèi)循環(huán)式無(wú)梯度反應(yīng)器是一種( C )。 A平推流反應(yīng)器 B. 軸向流反應(yīng)器 C. 全混流反應(yīng)器 D. 多釜串聯(lián)反應(yīng)器9某液相反應(yīng)，其反應(yīng)式可寫(xiě)成A+CàR+C這種反應(yīng)稱(chēng)為(B ) A均相催化反應(yīng) B自催化反應(yīng) C鏈鎖反應(yīng) D.可逆反應(yīng)10高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜，對(duì)于其中的氣相和液相的流動(dòng)?？山瓶闯? B ) A氣、液均為平推流 B氣、液均為全混流 C氣相平推流、液相全混流 D氣相全混流、液相平推流二、填空題（每題5分，共30分）1一不可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度從25升高到35時(shí)，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化能為 52894

4、 Jmol 。解： ， 2一氣固催化反應(yīng)，若本征反應(yīng)速率方程為： 則該反應(yīng)可能的反應(yīng)機(jī)理為3間歇釜反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)： (1) rA1k1CAa1 (2) rA2=k2CAa2在CA0和反應(yīng)時(shí)間保持不變下，降低反應(yīng)溫度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1與E2的相對(duì)大小為 E1<E2 ；在溫度和反應(yīng)時(shí)間保持不變下，增高反應(yīng)濃度，釜液中CP/CS增大，表明反應(yīng)級(jí)數(shù)al、a2的相對(duì)大小為 al>a2 。Aal>a2 Bal<a2 C活化能El<E2 D活化能El>E24從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定中,求得無(wú)因次方差,反應(yīng)器可視為 全混流反應(yīng)器 又若求得無(wú)因次方差

5、,則反應(yīng)器可視為 活塞流反應(yīng)器 。 5有兩個(gè)有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，反應(yīng)為二級(jí)不可逆反應(yīng)AP，若大釜在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為xA1，小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為xA2，兩種情況下，進(jìn)料流速、進(jìn)料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較xA1和xA2的相對(duì)大小為 xA1<xA2 。6. 在固定床反應(yīng)器中，分別進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)不可逆氣固催化反應(yīng)，試比較a、b兩處的值大?。╝處靠近反應(yīng)器的進(jìn)口，b處靠近反應(yīng)器的出口），并說(shuō)明理由。（1）一級(jí)放熱反應(yīng)，絕熱操作；a>b（2）二級(jí)反應(yīng)，等溫操作。a<b三、問(wèn)答題（每題6分，共12分）1.液相復(fù)合反應(yīng), 若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，

6、應(yīng)選擇：(1) 若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為？ 若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為？(3) 若E1>E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫？答：為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇：(1)若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為 A一次性加入，B連續(xù)滴加 ；(2)若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為 A從反應(yīng)器進(jìn)口處加入，B沿管長(zhǎng)多處加入 ；(3)若E1>E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用 高溫 。四、計(jì)算題：）1.在反應(yīng)體積為1 m3的釜式反應(yīng)器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反應(yīng)生產(chǎn)丙二醇-1，2：該反應(yīng)對(duì)環(huán)氧丙烷為一級(jí)，對(duì)水為零級(jí)，反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于0.98h-1，原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為2.1kmol/m

7、3，環(huán)氧丙烷的最終轉(zhuǎn)化率為90%。（1）若采用間歇操作，輔助時(shí)間為0.65h，則丙二醇-1，2的日產(chǎn)量是多少？（2）有人建議改在定態(tài)下連續(xù)操作，其余條件不變，則丙二醇-1，2的日產(chǎn)量又是多少？（3）為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會(huì)有不同？解：（1） 一級(jí)不可逆反應(yīng)：丙二醇的濃度=丙二醇的產(chǎn)量=(2) 采用定態(tài)下連續(xù)操作 所以Q0=0.109m3/h丙二醇的產(chǎn)量=（3）因連續(xù)釜在低的反應(yīng)物濃度下操作，反應(yīng)速率慢，故產(chǎn)量低。3某一級(jí)不可逆氣固催化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度150下，測(cè)得kP=5s-1,有效擴(kuò)散系數(shù)DeA=0.2cm2/s。求：（1） 當(dāng)顆粒直徑為0.1mm時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散影響是否已消除？（2） 欲保持

8、催化劑內(nèi)擴(kuò)散有效因子為0.8，則顆粒直徑應(yīng)不大于多少？解：1、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，與以12摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_A_。A. -2 B. -1 C. 1 D. 22、一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_A_。A. B. C. D. 3、串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性=_C_。A. B. C. D. 4、全混流反應(yīng)器的容積效率=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n_B_。A. 0 B. =0 C. 0 D. 05、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為_(kāi)B_。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 多釜串聯(lián)

9、全混流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器6、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_A_。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器7、一級(jí)不可逆液相反應(yīng)， 出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時(shí)間，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應(yīng)器的體積V為_(kāi)C_。A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.48、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A B，當(dāng)時(shí)，求反應(yīng)至所需時(shí)間t=_B_秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 5609、一級(jí)連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度

10、最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)_D_。A. B. C. D. 10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間不包括下列哪一項(xiàng)_B_。A. 加料時(shí)間 B. 反應(yīng)時(shí)間 C. 物料冷卻時(shí)間 D. 清洗釜所用時(shí)間11、全混流反應(yīng)器中有_B_個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。A. 1 B. 2 C. 3 D. 412、全混流反應(yīng)器的容積效率小于1.0時(shí)，且隨著的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n _ D_ 。A. 0 B. =0 C. 0 D. 013、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0 B. =1 C. 1 D. 114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_C_無(wú)關(guān)。A. 示蹤劑

11、的種類(lèi) B. 示蹤劑的輸入方式 C. 管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D. 檢測(cè)位置15、對(duì)于氣-液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用_C_裝置。A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜16、催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為_(kāi)C_。A. 0 B. =1 C. 3 D. 117、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_A_。A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無(wú)溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度18、屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_A_。A. 粒子與

12、流體間有濃度差        B. 粒子與流體間無(wú)濃度差 C. 床層徑向有溫度梯度           D. 床層徑向有濃度梯度19、下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級(jí)模型的特點(diǎn)_C_。A. 各參數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變C. 參數(shù)值與氣泡大小無(wú)關(guān) D. 參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在_B_范圍內(nèi)。A. 0.10.4 B. 1.510

13、 C. 1015 D. 0.41.521、全混流反應(yīng)器進(jìn)行放熱反應(yīng)時(shí)，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿(mǎn)足以下條件 C A移熱速率>放熱速率 B移熱速率<放熱速率C移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度的變化率D移熱速率隨溫度變化率<放熱速率隨溫度的變化率22、氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除 C 阻力后的反應(yīng)速率。A外擴(kuò)散阻力 B內(nèi)擴(kuò)散 C內(nèi)外擴(kuò)散 D吸附和脫附23、等溫液相反應(yīng) A+BP rp=klCACB， 2AR rR=k2CA2P為目的產(chǎn)物，有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用 D A 間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入； B全混流反應(yīng)器；C半間歇釜

14、式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加。24、乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明這是一個(gè) B 反應(yīng)。A慢速 B可逆 C自催化 D不可逆25、等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng) 若保持相同的轉(zhuǎn)化率xA，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/k1降低，則P的收率將 A A.增大 B減小 C不變 D先增后減26、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比為_(kāi)A_。A. 空時(shí)         B.反應(yīng)時(shí)間t

15、60;       C. 停留時(shí)間t       D. 平均停留時(shí)間 27、階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布 對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)為_(kāi)B_。A. E（t）曲線(xiàn)      B. F（t）曲線(xiàn)        C. I（t）曲線(xiàn)      D.y（t）曲線(xiàn)28、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù) ，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒

16、為球形則L=_D_。A. 厚度/2          B. R                 C. R/2            D. R/329、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_

17、A_。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器1、化學(xué)反應(yīng)工程是一門(mén)研究 化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題 的科學(xué)。2、化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)，則=。3、平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若，選擇性Sp與 濃度 無(wú)關(guān)，僅是 溫度 的函數(shù)。 4、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 平推流 反應(yīng)器為宜。5、對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí) 一致。6、若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來(lái)進(jìn)行混合，這種流體稱(chēng)為_(kāi)微觀流體_。7、流體的混合程度常用 調(diào)勻度S 、 流體的混合態(tài) 來(lái)描述。8、催

18、化劑在使用過(guò)程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的_物理 失活，也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_化學(xué)_失活。9、對(duì)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(shí)，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(chēng)為 努森擴(kuò)散 。10、絕熱床反應(yīng)器由于沒(méi)有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用擬均相一維模型來(lái)計(jì)算。11、對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，存在著使反應(yīng)速率最大的最優(yōu)溫度和平衡溫度，二者的關(guān)系_12、描述流化床的氣泡兩相模型，以的氣速進(jìn)入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過(guò)，而其余部分

19、則全部以氣泡的形式通過(guò)。13、描述流化床的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于氣、乳兩相的流動(dòng)模式一般認(rèn)為_(kāi)氣_相為平推流，而對(duì)_乳_(kāi)相則有種種不同的流型。14、多相反應(yīng)過(guò)程是指同時(shí)存在 兩個(gè)或更多 相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程。15、 三傳一反 是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。16、不論是設(shè)計(jì)放大或控制都需要對(duì)研究對(duì)象作出定量的描述，也就要用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱(chēng)_數(shù)學(xué)模型17、一級(jí)連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。、）18、著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為_(kāi)。19、一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。、）20、化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓

20、力表示的速率常數(shù)，則=_。21、理想反應(yīng)器是指 全混流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器 。22、具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按 全混流 反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長(zhǎng)和流速較大的管式反應(yīng)器按 平推流 反應(yīng)器處理。 23、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為 、 , 24、平推流反應(yīng)器的返混為_(kāi)0_。25、一個(gè)可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級(jí)數(shù)為未知時(shí)，采用_初始速率法_法來(lái)求反應(yīng)級(jí)數(shù)。26、分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是以_平均生產(chǎn)速率 最大_、_生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)最低_為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的。27、軸向分散模型的數(shù)學(xué)期望值 _ _，方差 _ _。28、測(cè)定氣-液相反應(yīng)速率的方法與均相反應(yīng)時(shí)不同之點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)

21、時(shí)要排除氣相和液相中的_擴(kuò)散阻力_，使反應(yīng)在動(dòng)力學(xué)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。29、在流化床中為了傳熱或控制氣-固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，但很少使用水平構(gòu)件，它對(duì)顆粒和氣體的上下流動(dòng)起一定的阻滯作用，從而導(dǎo)致床內(nèi)產(chǎn)生明顯的_溫度_梯度和_濃度_梯度。30、對(duì)于氣-固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過(guò)起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動(dòng)亦愈劇烈，使床層波動(dòng)頻繁，這種流化床稱(chēng)為_(kāi)聚式流化床_。31、當(dāng)前用于描述氣-液兩相流相間傳質(zhì)的模型有兩大類(lèi)：一是按穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散來(lái)處理的_雙膜模型_；一是按非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散處理模型，如_溶質(zhì)滲透模型_和_表面更新模型_。32、在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，根據(jù)基

22、礎(chǔ)資料建立物料衡算式的一般式為_(kāi)輸入量=輸出量+反應(yīng)量+ 累積量_。33、活化能的大小直接反映了_反應(yīng)速率_對(duì)溫度的敏感程度。34、生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱(chēng)為_(kāi)主反應(yīng)_，其它的均為_(kāi)副反應(yīng)_。35、固定床中顆粒的體積相當(dāng)直徑定義為具有相同體積Vp的球粒子直徑，表達(dá)式dv=_(6VP/)1/3_。1、簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（分）反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。（分）停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。（分）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生

23、返混，具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間，恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比，所以三者相等。（分）3、簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對(duì)反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。4、對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線(xiàn)相應(yīng)降低溫度； 2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正

24、逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。5、簡(jiǎn)述氣-液反應(yīng)的宏觀過(guò)程：A（g） + bB（l） 產(chǎn)物（l）？1）反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達(dá)到氣液相平衡； 2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)； 3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散； 4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。6、簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損； 2）床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力； 3）固定床中的傳熱較差； 4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。7、對(duì)于反應(yīng)，其活化能為；，其活化能為，當(dāng) 時(shí)

25、如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？答：對(duì)于平行反應(yīng)，所以，當(dāng)時(shí)應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率10、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)？通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。12、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)。答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混

26、合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間 1.(1)化學(xué)反應(yīng)工程是一門(mén)研究_的科學(xué)。 1.(1)化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題2.(1)提高溫度2.(1)如果平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若，提高選擇性應(yīng)_。3.(1)對(duì)于反應(yīng)，則_。3.(1)4.(1)全混流反應(yīng)器的移熱速率=_。5.(1)全混流反應(yīng)器的返混_。6.(1)介于非凝集態(tài)與完全凝集態(tài)之間的混合態(tài)稱(chēng)為_(kāi)。7.(1)在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)

27、愈大軸向返混程度就_。8.(1)氣-固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)_，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)。9.(2)氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠_結(jié)合的，而化學(xué)吸附是靠_結(jié)合的。10.(1)絕熱床反應(yīng)器由于沒(méi)有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用_模型來(lái)計(jì)算。11.(2)目前描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型可分為_(kāi)和_的兩大類(lèi)。12.(3)在流化床中為了傳熱或控制氣-固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，以垂直管最為常用，它同時(shí)具有_，_并甚至_的作用。 13.(1)描述流化床的鼓泡床模型，它相當(dāng)于_時(shí)，乳相中氣體全部下流的情況，工業(yè)上的實(shí)際操作大多屬

28、于這種情況。14.(1)雙膜模型把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過(guò)程模擬成_的疊加，相間傳質(zhì)總阻力等于雙膜傳質(zhì)阻力的加和。3.(2)軸向分散模型的物料衡算方程在_式邊界條件下有解析解。A. 閉-閉 B. 開(kāi)-閉 C. 閉-開(kāi) D. 開(kāi)-開(kāi)4.(2)反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 25.(2)催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)進(jìn)料中的雜質(zhì)吸附極牢以及對(duì)產(chǎn)物無(wú)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為_(kāi)。A. 0 B. =1 C. 3 D. 16.(2)催化劑顆粒擴(kuò)散的無(wú)因次擴(kuò)散模數(shù)值的大小反映了表面反應(yīng)速率與_之比。A. 擴(kuò)散速率 B. 外擴(kuò)散速率 C. 內(nèi)擴(kuò)

29、散速率 D. 實(shí)際反應(yīng)速率7.(2)不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_。A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無(wú)溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度8.(2)不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_。A. 粒子與流體間有濃度差 B. 粒子與流體間無(wú)濃度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層徑向有濃度梯度9.(2)流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在_范圍內(nèi)。A. 0.10.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.510.(2)下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級(jí)模型的特點(diǎn)_。A. 各參

30、數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變C. 參數(shù)值與氣泡大小無(wú)關(guān) D. 參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)1.(5)對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？2.(5)簡(jiǎn)述尋求停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其分類(lèi)？3.(5)簡(jiǎn)述氣-液反應(yīng)的宏觀過(guò)程：A（g） + bB（l） 產(chǎn)物（l）？4.(5)簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？5.(5)簡(jiǎn)述流化床反應(yīng)器的缺點(diǎn)？6.(5)簡(jiǎn)述氣-液相反應(yīng)器的設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容？ IV.計(jì)算題1.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳： 已知在916時(shí)，試計(jì)算：1）99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；(6分) 2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。（4分）2.(5)

31、平行反應(yīng)，其中，已知，求在平推流反應(yīng)器中的？3.(10)在一容積為2.5m3的間歇釜中進(jìn)行均相反應(yīng)A + B P，為防止產(chǎn)物P在高溫分解，反應(yīng)維持在75等溫操作，活化能。當(dāng)反應(yīng)物A和B的初始濃度均為，A的轉(zhuǎn)化率時(shí)，該間歇釜平均每分鐘可處理0.684kmol的反應(yīng)物A。今若把反應(yīng)移到一個(gè)管內(nèi)徑為125mm的理想管式反應(yīng)器中進(jìn)行，若將溫度提升到85等溫操作，且處理量與所要求達(dá)到的轉(zhuǎn)化率均與間歇反應(yīng)時(shí)相同，求所需的管式反應(yīng)器長(zhǎng)度。4.(10)應(yīng)用脈沖示蹤法測(cè)定一容積為12 l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速，在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時(shí)測(cè)其出口物料中A的濃度CA隨時(shí)間的變化，實(shí)測(cè)數(shù)

32、據(jù)如下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210 試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定E（t）曲線(xiàn)的方差和。5.(5)某一液相分解反應(yīng)，若已知其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為，當(dāng)平均停留時(shí)間為15min時(shí)，當(dāng)多級(jí)全混流模型可用時(shí)，其，求其最終轉(zhuǎn)化率為多少？ 4.(1) 5.(1)最大 6.(1)部分凝集態(tài) 7.(1)愈小8.(1 9.(2)范德華力、化學(xué)鍵力10.(1)擬均相一維 11.(2)擬均相、非均相 12.(3)傳熱、控制氣泡聚、減少顆粒帶出 13.(1)61114.(1)串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴(kuò)散過(guò)程1.(2)B2.(2)B3.(2)D4.(2)C5.(2)A6.(2)C

33、7.(2)A8.(2)A9.(2)A10.(2)C1.(5)1）對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線(xiàn)相應(yīng)降低溫度；（分）2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；（分）3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。（分）2.(5)通過(guò)物理示蹤法來(lái)測(cè)反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線(xiàn)。（分）所謂物理示蹤是指采用一種易檢測(cè)的無(wú)化學(xué)反應(yīng)活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)觀測(cè)該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時(shí)間的變化來(lái)確定系統(tǒng)物料的停留時(shí)間分布。（分）根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖

34、法、階躍法、周期示蹤法和隨機(jī)輸入法。（分）3.(5)1）反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達(dá)到氣液相平衡；分2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)；分3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散；分4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。分4.(5)凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱(chēng)作固定床反應(yīng)器。（分）1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；（分）2）床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力；（分）3）固定床中的傳熱較差；（分）4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。（分） 

35、5.(5)1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過(guò)床層，氣-固兩相接觸不夠有效；（分）2）粒子運(yùn)動(dòng)基本上是全混式，因此停留時(shí)間不一。（分）在以粒子為加工對(duì)象時(shí)，影響產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，（分）且粒子的全混造成了氣體的部分返混，影響反應(yīng)速率和造成副反應(yīng)的增加；（分）3）粒子的磨損和帶出造成催化劑的損失，并要設(shè)置旋風(fēng)分離器等粒子回收系統(tǒng)。（分）6.(5)首先是根據(jù)氣-液反應(yīng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征來(lái)選擇正確的反應(yīng)器型式，（分）然后結(jié)合反應(yīng)器特性來(lái)確定能滿(mǎn)足給定生產(chǎn)任務(wù)的反應(yīng)器幾何尺寸。（分）1.(10)解：設(shè)在時(shí)間t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為，則 相加得 將其積分1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí) 2瞬時(shí)選

36、擇性為 積分得 2.(5)解： 對(duì)上式進(jìn)行積分得 當(dāng)時(shí)，產(chǎn)物P的濃度最大 3.(10)解：根據(jù)阿累尼烏斯公式故求得 因?yàn)?，且為等摩爾反?yīng)，故 在間歇反應(yīng)器中所需的反應(yīng)時(shí)間為： 帶入得 此反應(yīng)時(shí)間應(yīng)等于在理想管式反應(yīng)器中的停留時(shí)間，即分 管長(zhǎng) 4.(10)解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)是滿(mǎn)足的。 其中 由數(shù)據(jù)計(jì)算得如下表： t（min）05101520253035E（t）=CA/C000.030.050.050.040.020.010t2E（t）00.75511.251612.590 解： 取N=4 （五）在銀催化劑上進(jìn)行乙烯氧化反應(yīng)：其反應(yīng)步驟可表示如下：

37、若是表面反應(yīng)是速率控制步驟，試推導(dǎo)其動(dòng)力學(xué)方程。1. 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是定量描述_隨_變化即_的基礎(chǔ)理論。2. 空間速率度即空速是單位反應(yīng)體積所能處理的反應(yīng)混合物的_。3. 收率（或稱(chēng)產(chǎn)率）Y指在反應(yīng)工程中由原料A所生成的產(chǎn)物L(fēng)的量。表達(dá)為按_可能生成量的分率。4. 反應(yīng)物A的水溶液在等溫CSTR中進(jìn)行兩級(jí)反應(yīng)，出口轉(zhuǎn)化率為0.4，現(xiàn)改為在等體積PFR中進(jìn)行，則出口轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。5. 返混是指_之間的混合。6. 平推流反應(yīng)器各截面上物料參數(shù)只隨_變化，不隨_變化。7. 對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)，采用多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，若各釜反應(yīng)條件相同（等溫、等容），則要使總的反應(yīng)體積最小，必需的條件是_。8. 定量

38、描述物料在流動(dòng)系統(tǒng)中的停留時(shí)間分布的兩種概率分布規(guī)律為_(kāi)與_，其中具有歸一化性質(zhì)的是_。9. 氣體分子在固體催化劑微孔中擴(kuò)散的主要形式有_，當(dāng) ，當(dāng) 時(shí)，。10. 為了能夠計(jì)算所有氣體組分的摩爾數(shù)變化，至少應(yīng)該知道多少化學(xué)物質(zhì)的摩爾數(shù)如何變化，這些物質(zhì)稱(chēng)為_(kāi)。為了說(shuō)明所有組分的摩爾數(shù)變化，至少需要多少反應(yīng)方程式，這些反應(yīng)稱(chēng)之為_(kāi)。 11. 在PFR中，停留時(shí)間大于平均停留時(shí)間的流體粒子占全部粒子的_%，在CSTR中停留時(shí)間大于平均停留時(shí)間的流體粒子占全部粒子的_%。 在溫度為25時(shí)，當(dāng)溫度升高10反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)活化能應(yīng)為多少？ 三、對(duì)于氣-固反應(yīng)過(guò)程 為以下三個(gè)步驟組成： 其中：Z

39、為表面活性位， X#為中間物 Y#為表面絡(luò)合物 當(dāng)?shù)诙綖榭刂撇襟E時(shí)，試推導(dǎo)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程式。四 （20分）在容積為2.5m3的間歇反應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng) A+B P反應(yīng)維持在75等溫操作，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)速率方程式為 rA=kcAcB kmol/(L·s)， 當(dāng)反應(yīng)物A和B的初始濃度CA0=CB0=4mol/L，而A的轉(zhuǎn)化率xA=0.8時(shí)，該間歇反應(yīng)器平均每分鐘可處理0.684kmol的反應(yīng)物A。(1) 今若將反應(yīng)移到一個(gè)管徑為125mm的理想管式反應(yīng)器中進(jìn)行，仍維持75等溫操作，且處理量和所要求轉(zhuǎn)化率相同，求所需反應(yīng)器的管長(zhǎng)。(2) 今若將反應(yīng)移到一個(gè)連續(xù)攪拌的釜式反應(yīng)器中進(jìn)

40、行，仍維持75等溫操作，且處理量和所要求轉(zhuǎn)化率相同，求反應(yīng)體積。五、用脈沖法測(cè)定一流動(dòng)反應(yīng)器的停留時(shí)間分布，得到出口流中示蹤劑c(t)與時(shí)間t的關(guān)系如下：t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24C(t)/(g/min) 0 1 4 7 9 8 5 2 1.5 1 0.6 0.2 0試求平均停留時(shí)間及方差。1、化學(xué)反應(yīng) 時(shí)間 化學(xué)反應(yīng)速率2. 體積流率3. 化學(xué)計(jì)量最大4. 0.535. 在反應(yīng)器中不同年齡的物料6. 流向 時(shí)間7. 各釜的反應(yīng)體積相等8. 停留時(shí)間分布密度 E(t) 停留時(shí)間分布函數(shù)F(t) E(t)9. 紐特遜擴(kuò)散（Knudsen）和分子擴(kuò)散 以分子擴(kuò)散為主時(shí)，（ ） 以紐特遜擴(kuò)散（Knudsen）為主時(shí)，（ ）10. 關(guān)鍵組分 關(guān)鍵反應(yīng)11. 0 36.9設(shè)rA1為溫度T1時(shí)的反應(yīng)速率；r