化學(xué)反應(yīng)工程期末考試真題

1、化學(xué)反應(yīng)工程原理一、選擇題1、氣相反應(yīng)CO + 3b2CH4 + H2O進料時無惰性氣體，CO與H 2以1 ： 2摩爾比進料,則膨脹因子 CO =_A.2、3、4、5、6、7、8、9、A. -2B. -1C. 1D. 2一級連串反應(yīng)Ca0(0)A. K2K2K"B.串聯(lián)反應(yīng)A - p （目的）np np0A. nA0 nAB.全混流反應(yīng)器的容積效率71A. <0K2A S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物C .p的最大濃度 p,m ax_ACa0K2(K2/K1)1/212 c.K2 . kT1CA0 ()K1D.CA0(K"K2)1/2 12R + S ,目的產(chǎn)物 嗎副產(chǎn)

2、物S的選擇性Sp =_Cnp np。np np0npnp0nA0= 1.0 時,B. =0對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)B_oA.平推流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器C. nsn S0D.nRnR0該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)nB.C.D.>0B.D.SM，其瞬間收率全混流反應(yīng)器P隨CA增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為全混流串接平推流反應(yīng)器對于反應(yīng)級數(shù)n>0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用A.平推流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器A一級不可逆液相反應(yīng)AB.D.全混流反應(yīng)器；2RC A0全混流串接平推流反應(yīng)器3人一2.30kmol/m , “云 xA 07 尸,出口轉(zhuǎn)化率xA ,每批操作

3、時間t to 2.06h ,裝置的生產(chǎn)能力為350000 kg產(chǎn)物R/天，M R =60,則反應(yīng)器的體積V為_C_mA. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.4在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng)A- B, rA 0.01CAmol/l s,當(dāng)Ca0 1mol時，求反應(yīng)至CA0.01mo1 / 1所需時間1=B秒。A. 400B. 460C. 500D. 560一級連串反應(yīng)A - p - S在全混流釜式反應(yīng)器中進行,使目的產(chǎn)物p濃度最大時的最優(yōu)空時optln(K2/K1)ln(K1/K2)ln(K2/K1)A K2 K1 r.B.K2 K1C.,K1K2D.10、分批式操作的完全混合反應(yīng)

4、器非生產(chǎn)性時間t0不包括下列哪一項A.加料時間B. 反應(yīng)時間 C.物料冷卻時間D.清洗釜所用時間11、全混流反應(yīng)器中有 B 個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A. 1 B. 2C. 3D. 412、全混流反應(yīng)器的容積效率固小于 1.0時，且隨著 A的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n d。A. <0 B. =0C.>0 D.>013、當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_p_時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0 B. =1C.>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_g_無關(guān)。A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動狀態(tài) D.檢測位置15、對于

5、氣-液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進行的極慢反應(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kdCmd16、催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為dt,當(dāng)平行失活對反應(yīng)物有強內(nèi)擴散阻力時,為_CA.、0 B. =1C.f3 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是_A_oA.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差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是A oA.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度19、下列哪

6、一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第n級模型的特點_C_oA.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U 0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)U0U mf在_B3圍內(nèi)A. 0.1 0.4 B. 1.510 C. 10D. 0.41.521、全混流反應(yīng)器進行放熱反應(yīng)時，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿足以下條件CA.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

7、。A.外擴散阻力B .內(nèi)擴散 C .內(nèi)外擴散D .吸附和脫附223、等溫減相反應(yīng) A+B-P r P=kCO, 2A -R r 口=上。P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 DA.間歇釜式反應(yīng)器， 站口BL次性加入；B .全混流反應(yīng)器；C.半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D.半間歇釜式反應(yīng)器，BL次性加入，A連續(xù)滴加。反應(yīng)24、乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時間反應(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 BA.慢速 B .可逆C .自催化 D .不可逆K1K225、等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)A S若保持相同的轉(zhuǎn)化率xa

8、,調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/k i降低，則P的收率將A.減小A.增大26、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比為A.空時pB.反應(yīng)時間tC.停留時間tD.平均停留時間27、階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_B_.A. E (t)曲線B. F (t)曲線C. I（t ）曲線D.y (t)曲線28、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為球形則L=DA.厚度/2B. RC. R/2D. R/329、對于反應(yīng)級數(shù)n> 0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)器三、分析解

9、答題1、簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？空時是反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（分）反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時間。（分）停留時間是指反應(yīng)物進入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間。（分）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應(yīng)時間，恒容時的空時等于體積流速之比,所以三者相等。（分）2、簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應(yīng)曲線? c階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，（分）在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑 A且濃度為A0的流體，（分）同時保持系統(tǒng)內(nèi)流

10、動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。（3、F（t）分）對應(yīng)的曲線為F （t）,簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容?CaC 一 一=A0。（分）答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動力學(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、對于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度?答：1）對于放熱反應(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

11、反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值;3）而溫度的進一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。5、簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程：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散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散;4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。6、簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點？1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損;2）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，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)進行

12、。7、對于反應(yīng)rR2k1CA,其活化能為E1 ； rSk2cA ,其活化能為E2,當(dāng)E1 > E2時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率?dx dt dy dtd(xd(x y)將其積分CA0 (x y)(k1 k2)dtInCaoCao (Xy)(K k2)trk eE1/ RTk E2 E1QrRk10ek10 RTSR77k eE2/RTCA亡 eCA, EE_答：對于平行反應(yīng)Isk20ek20，所以，當(dāng)匚1 匚2時應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度，方可提高R勺選擇性,提高R的收率10、簡述理想反應(yīng)器的種類？通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：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。

13、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行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留 時間。11、簡述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點？答：假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代表，而不必計及乳相中的情況，對氣泡的組成進行計算便可以達(dá)到反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率12、簡述理想反應(yīng)器的種類。答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：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

14、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行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的 停留時間四、計算題1、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：CH3COOHk1CH 2 CO H2OCH3COOHk2CH 4 CO211已知在916，c時 k14.65s , k2 3.74s，試計算:1）99%勺醋酸反應(yīng)掉的時間;2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。 C”解：設(shè)在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y,初始為A0 ,則k1（CA0 X y）k2（C ao x y）相加得 dt） （k1 k2）（CA

15、0 x y）1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%寸x y 0.99C A04.65 3.74In1 0.990.549s2)瞬時選擇性為kiSpdxdy4.65積分得yk23.7455.4%2、反應(yīng)A - B為n級不可逆反應(yīng)。已知在300K寸要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20嘀12.6分鐘，而在340K寸達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能Eo解:AdCAdtkCACACaodCAcAtdt即 n 1cAktn 1 Cao達(dá)20%寸，Ca0.8Cao(n 1)C式中M為常數(shù)n 1A0(1.25n1)k30012.6k3403.2,k340ln 一卜300E=29.06 (kJ/mol )lnM /3.2M

16、/12.68.314(300340)15min ,如果這個反應(yīng)器可以用等體積多釜串聯(lián)模型來描述，并在kCACB Cao Cbo 12mol/l23、氣相反應(yīng)在400K寸的速率式rA3.66Pa atm/ h ,求kC2 ，一 .2 -4、有一個反應(yīng)器測其方差t 112.5 min ,t這個反應(yīng)器中進行液相反應(yīng) A + B - 2R,已知rAk 1l/mol min ,求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率?解:2 tt2112.51520.5分分則每個反應(yīng)器的停留時間為157.5min分對第一個釜進行物料衡算C A0 C A1 ( A1 ) 12C A1 kC A1 1分r2整理得 7.5C A1 C A1 1

17、分解彳#Ca10.30mol/l分同理對第二個釜進行物料衡算C A1 C A2 ( rA2 ) 22 CA2 kCA2 2分解彳導(dǎo)CA20.144mol/l分XaCao C A2 1C A00.14485.6%6、在間歇釜中一級不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng) A - 2R,rAkC A kmol/m3 - h, k=9.52_9_ _ _ x 109exp-7448.4/T hkmol/m3, M R 60, Cro0,若轉(zhuǎn)化率Xa0.7 ,裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50c等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積？(用于非生產(chǎn)性操作時間10=0.75 h )解：反應(yīng)終了時R的濃度為CR 2cA0

18、xA 3.22(kmol /m3)CA0xa dxA0 kCA1 Xa dxA1 ,1一 lnk 0 1 xAk 1 xA97448 4k 9.52 109exp0.92273 501 ln0.92 110.71.31(h)VCrMr 50000t to2450000 2.0624 3.22 60322.2(m )二、選擇題(每題2分，共20分)1 .對于反應(yīng) aA + bB » pP + sS，則 rPA ( rA)PPA. |a |B. aC.2.對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)很Adn adnBrBrBA.VdtB.VdtCa|a|PD. P°BB,反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率r

19、B _B_odCA rB dtdCB rB d.dt3. 氣相反應(yīng)4A + B f 3R + S進料時無惰性氣體,A與B以3： 1的摩爾比進料，則膨脹因子A =C_c(A) 1/4(B) 2/3(C)- 1/4(D) - 2/34.反應(yīng) C4H 102c2H4 + H 2 k2.0s1,則反應(yīng)級數(shù)n=B.(A) 0(B) 1(C) 2(D)5.串聯(lián)反應(yīng)A f P （目的）-R + S,目的產(chǎn)物P的得率X P=AA.6.A.7.A.8.A.9.A.nP nP0nP nP0nPn P0nPn P0nA0 nA一級連串反應(yīng)K1K2B.nA0C.n s n so dnR n roB.S在平推流管式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物ln(Ki /K2)ln(K2/ K1)K2 KiC.K2Ki氣一液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)< 0.02B. 0.02<<2氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)L厚度/2下列不屬于 均勻表面B. RC. R/2在.C.P濃度最大時白反應(yīng)時間t0PtD.ln(K2/K1)K1K2B范圍內(nèi)，反應(yīng)為中等速率的反應(yīng)。D. R/3D.>2，其中L為特征長度，若顆粒為圓柱形則 L=10.A. 0四、1.LangmuirB.全混流流動的B. 0分析與推導(dǎo)題E (t)（每題A+2B輪墟Ck2解:BrCrD型等溫吸附的假定的是 吸附