化學(xué)反應(yīng)工程期末自測試卷5

化學(xué)反應(yīng)工程期末自測試卷(5)科 目:化學(xué)反應(yīng)工程 適用對象:化學(xué)工程與工藝本科2004-7-61.(1)在建立數(shù)學(xué)模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式。2.(2)生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱，其它的均。3.(1)一個可逆的均相化學(xué)反應(yīng)如果正逆兩向反應(yīng)級數(shù)為未知時采用 法來反應(yīng)級數(shù)。4.(2)分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是、 為目標進行優(yōu)化的。5.(2)具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長和流速較大管式反應(yīng)器反應(yīng)器處理。6.(2)軸向分散模型的數(shù)學(xué)期望值 7.(1)

，方差

。停留時間分布的密度函數(shù)在t≥0時，E（t） 。8.(1)對于多孔性的催化劑分子擴散很復(fù)雜當微孔孔徑在約0.1um時分子與孔壁的碰撞為散阻力的主要因素，這種擴散稱。9.(1)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 ，使反應(yīng)在動力學(xué)區(qū)域內(nèi)進行。10.(1)V固定床中顆粒的體積相當直徑定義為具有相同體積11.(2)

dP的球粒子直徑，表達式

V= 。顆粒的形狀系數(shù)S對于球體而言，S ，對于其他形狀的顆粒S 。12.(2)在流化床中為了傳熱或控制固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，但很少使用水平件，它對顆粒和氣體的上下流動起一定的阻滯作用，從而導(dǎo)致床內(nèi)產(chǎn)生明顯梯度和 梯度。13.(1)對于-固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈劇烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱。14.(3)當前用于描述-液兩相流相間傳質(zhì)的模型有兩大類一是按穩(wěn)態(tài)擴散來處理是按非穩(wěn)態(tài)擴散處理模型，和 。1.(2)η1.0A的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞02.(2)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。A.空τ B.反應(yīng)時間t C.停留時間t D.平均停留時間t3.(2)當反應(yīng)級數(shù)n 時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜14.(2)CAC階躍示蹤法測定停留時間分布0對應(yīng)曲線。A.E（t）曲線 B.曲線 C.曲線 D.曲線5.(2)k Cm1/D氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)k Cm1/D氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)L= 。LVSe，其中L為特征長度，若顆粒為球形則A.厚/2 B.R6.(2)C.R/2 D.R/3d k催化劑在使用過程中會逐漸失活其失活速率式為 dt

Cmdi

，當平行失活對反應(yīng)物無內(nèi)擴散阻力時為 。A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈17.(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。A.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。A.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9.(2)tA.0.1～0.410.(2)B.1.5～10C.10～15D.0.4～1.5流化床反應(yīng)器中的操作氣速U0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化U0U 在 范圍mftA.0.1～0.410.(2)B.1.5～10C.10～15D.0.4～1.5流化床反應(yīng)器中的操作氣速U0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化U0U 在 范圍mf內(nèi)。A.0.1～0.4B.1.5～10C.10～15D.0.4～1.51.(5)對于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？2.(5)停留時間分布函數(shù)F（t）的含義？3.(5)簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程：A（g）+bB（l）→產(chǎn)物（l）？4.(5)簡述氣-固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點？5.(5)簡述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點？6.(5)簡述雙膜理論？1.(10)A 由A和B進行均相二級不可逆反應(yīng) A+ B=SS，速率方程A dCAA= dt

kCCA B。求：（1）當

CA0CB0

A

B時的積分式 （5分）C（2）當C2.(10)

A0C ABB0

AB

時的積分式（5分）0.75m35.0m2用改反應(yīng)器來進行A→R 5525.9k1.0788109exp T

(h1

，反應(yīng)熱

(H

)/r

，原料液中A的濃度CA00.2mol/l，但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱P C 929（J/·℃P

3m3/h，反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中AC 0mol/l?？倐鳠嵯禂?shù)U=209.KJ/2h·℃。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為2試求滿足上述反應(yīng)要求所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度TA03.(10)應(yīng)用管徑為D=12.6cm的管式反應(yīng)器來進行一級不可逆的氣體A的熱分解反應(yīng)，其計量方程A為A=R+S；速率方程為rA

A；而k=7.8×109exp[-19220/T](s-1),原料為純氣體A,反應(yīng)P=5atm,T=5000CxA0.9FA0停留時間tτ（理想氣體。4.(10)

1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長L,v /min應(yīng)用脈沖示蹤法測定一容積為12l的反應(yīng)裝置，進入此反應(yīng)器的流體流速0 ，80克的示蹤劑A的濃度C隨時間的變化，At（min）05t（min）05101520253035C（g/l）03554210 A 試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定E（t）曲線的方差5.(5)

2 2t和。A 某一液相分解反應(yīng)，若已知其反應(yīng)動力學(xué)為r kC ，k0.307min1A 215min

0.211

，求其最終轉(zhuǎn)化率為多少？化學(xué)反應(yīng)工程期末自測試卷答案(2)1.(1)累積量=輸入量-輸出量2.(2)主反應(yīng)、副反應(yīng)3.(1)初始速率法4.(2)Y平均生產(chǎn)速率R最大、生產(chǎn)經(jīng)費最低5.(2)理想混合反應(yīng)器、平推流6.(2)2 1 11Pe，

2(Pe

)8(P)2e7.(1)＞08.(1)努森擴散9.(1)擴散阻力10.(1)/)1/3P11.(2)=1、均小于112.(2)溫度、濃度13.(1)聚式流化床14.(3)雙膜模型、溶質(zhì)滲透模型、表面更新模型1.(2)D2.(2)A3.(2)C4.(2)B5.(2)D6.(2)B7.(2)A8.(2)A9.(2)A10.(2)B1.(5)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；（②分）3）而溫度的進一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達到化學(xué)平衡（①分）2.(5)（①分t=0（①分，F(xiàn)(t)tE(t)dt在出口流體中停留時間小于t的物料所占的分率為（（②分。3.(5)

0 （①分。反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡；②分反應(yīng)物氣相組分A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；①分氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。①分4.(5)凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應(yīng)的裝置為固定床反應(yīng)器（①分，擬均相二維模型是忽略床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別（②分和徑向上的溫度梯度和濃度梯度（②分。5.(5)假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代表（②分，而不必計及乳相中的情況（①分對氣泡的組成進行計算便可以達到反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率（②分。6.(5)（①分而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內(nèi)（①分界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達到平衡（①分。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加（①分，相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和（①分。1.(10)）C與CA B

C之比保持恒定

A0CB0

ACCBC

A

B ①分BAC CBAB所以C dC

A ①分kt A0CA

ACCA B ①分CAdCdCktCA0 k'tCA0 A CAdCdCCA BC2 AA

CA A k'

BkA ①分1 1k't

C C積分得 A A0k't 1 (C

①分A )寫成轉(zhuǎn)化率時 A0 1 AC C )（2） A A0 A ①分C CB B0

AAB

CCA0 )CCA B0

)1 A①分式中：

C B 1 CA B0

B ABA ①分1A1 1 1A2.(10)

積分得

kt

(1)C1

ln1 A ②分解：1)計算反應(yīng)溫度T AC 1A0 ②分C( Ck A

(0.220.04

0.753

)18②分k1.0788109exp[根據(jù)T308.6K

5525.9]T②分T T

V(rA

)(Hr

)T )m ]0 vc2） 0 P ②分 T 308.6180.040.7520921209.25(308.6298.16)306.2 0 310502.929 ②分3.(10)解：反應(yīng)氣體的進料體積流速為：F RT 1.550.082773v A0 19.66(m3/h)0 P 5 ①分反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為：vFRTP

F(10

y xA A0

)RT/P

①分 211 1 RT

F （純氣體；y

1.0，A 1

CA0 P ①分0A0A0v0A0A0∴

(1xA

)/C①分FFC FF

(1x)CAA A

(1xA)CA0而 A

F xA0

) x) ①分V 1 xx)dx A A A①分v k0 x)①分0 A∴1[2ln 1 xk 1x ∴A

]29.88(s)0.0083(h)①分4v 45.461030LD20

D2

3.14

13.0(m)①分t1xAdxA

1ln 1 18.57(s)k01x k 1x ②分A A4.(10)解：首先對實驗數(shù)據(jù)進行一致性檢驗，此時應(yīng)滿足：0

dtA v0

C 0

80

100①分0

dt 44(3521005A 3 ①分5∴實驗數(shù)據(jù)的一致性檢驗是滿足的。2t2E(t)dtt2∵t 0 ②分V t 15(min)V 其中

①分由數(shù)據(jù)計算得如下表： ②分t（min）05101520253035/CA 000.030.050.050.040.020.010t2E（t） 0

0.75 55

11.25 16

1