廣州大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程試卷(含答案)

院、系領(lǐng)導(dǎo)審批并簽名B卷廣州大學(xué)2023-2023學(xué)年第一學(xué)期考試卷課程化學(xué)反響工程考試形式〔閉卷，考試〕學(xué)院化學(xué)化工系化工專(zhuān)業(yè)化學(xué)工程與工藝班級(jí)2023級(jí)學(xué)號(hào)姓名題次一二三四五六七八九十總分評(píng)卷人分?jǐn)?shù)20201545評(píng)分一填空題〔每空1分，共20分〕1.半衰期是指所需的時(shí)間，對(duì)于反響，反響速率為，CA0=3kmol/m3，那么該反響的半衰期是。2.某活化的Al2O3催化劑，采用汞-氦法測(cè)定孔體積。催化劑的質(zhì)量為，被樣品置換的氦氣體積為40cm3，置換汞的體積為82cm3，那么催化劑的顆粒體積Vp=cm3/g催化劑，催化劑的孔體積Vg=cm3/g催化劑，顆粒密度=g/cm3催化劑，催化劑空隙率εp為。3.當(dāng)分子管徑d0小于分子的平均自由程λ〔d0〕,此時(shí)擴(kuò)散為，擴(kuò)散的阻力主要來(lái)自，擴(kuò)散系數(shù)與有關(guān)?！策x擇“壓力〞或“溫度〞〕。4．氣液反響用來(lái)判別反響快慢的程度。對(duì)于氣液瞬間反響，液相主體中反響物A的濃度CAL＝，反響主要在上進(jìn)行，宜采用反響器。5.T-x圖中，多段絕熱床反響器段間間接冷卻時(shí)，冷卻線為；用原料氣直接冷激時(shí)，冷卻線為。多段絕熱床每段出口溫度位于之間。6.對(duì)于氣-固相流化床，流體通過(guò)床層可視為，流化床催化劑顆粒內(nèi)外擴(kuò)散，宏觀動(dòng)力學(xué)與本征動(dòng)力學(xué)。7.連續(xù)釜式反響器中發(fā)生一級(jí)不可逆放熱反響，存在三個(gè)定態(tài)點(diǎn)，其中僅一個(gè)穩(wěn)態(tài)的定態(tài)點(diǎn)，該點(diǎn)的數(shù)學(xué)特點(diǎn)為。二選擇題〔每題2分，共20分〕題號(hào)12345678910答案1.反響器中發(fā)生反響，反響器中，那么反響的膨脹因子=，膨脹率=。，，，，2.對(duì)于反響，以下描述正確的選項(xiàng)是。A.A的消耗速率B.A的消耗速率C.A的消耗速率D.3.由以下圖推測(cè)反響的級(jí)數(shù)為。A.1B.0C.0.5D.24.反響體系有A，B，C三種組分，以下圖表示的間歇反響器中這三種組分濃度隨時(shí)間變化曲線，判斷反響的類(lèi)型為。A.平行反響B(tài).并列反響C.單一反響D.連串反響5.采用下述兩種反響器進(jìn)行等溫、恒容二級(jí)不可逆反響：〔1〕體積為VR的一個(gè)活塞流反響器；〔2〕兩個(gè)體積為R的活塞流反響器串聯(lián)。在相同條件下，兩種反響器能到達(dá)的出口轉(zhuǎn)化率。A.無(wú)法判斷B.前者大于后者C.相同D.前者小于后者6.下面的T-X圖中，AB是平衡曲線，那么確定圖中所標(biāo)明的各點(diǎn)中，等溫線AM上點(diǎn)速率最大。A.A點(diǎn)B.D點(diǎn)O.B點(diǎn)D.M點(diǎn)7.下面可以作為停留時(shí)間分布密度函數(shù)E〔t〕。A.B.C.D.8.對(duì)于轉(zhuǎn)化率與反響速率存在極大值的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，采用型式的反響器可能使得所需反響體積最小。A．全混流B．活塞流C．活塞流后串接一個(gè)全混流D．全混流后串接一個(gè)活塞流9.一級(jí)連串反響，在全混流釜式反響器中，當(dāng)k1≠k2，目的產(chǎn)物R最大濃度對(duì)應(yīng)的時(shí)間topt＝。A.B.C.D.10．在流化床反響器中，流體通過(guò)床層時(shí)根本可視為，催化劑顆粒在床內(nèi)運(yùn)動(dòng)接近。A．全混流，全混流B．平推流，平推流C．全混流，平推流D．平推流，全混流三簡(jiǎn)答與分析題〔共15分〕1.試分析積分反響器和微分反響的優(yōu)缺點(diǎn)。〔5分〕2.對(duì)于平行反響，，其中L為目的產(chǎn)物，其動(dòng)力學(xué)方程分別為：，，為使L的選擇性最大，如果在連續(xù)流動(dòng)反響器中進(jìn)行，分析并確定以下圖中哪種操作方式最好，應(yīng)該如何確定溫度？〔10分〕四推導(dǎo)及計(jì)算題〔共45分〕1.〔10分〕在CuZnAl催化劑上發(fā)生可逆反響，，A、B、R和D均能被催化劑吸附，推導(dǎo)出外表反響為控制步驟時(shí)的速率方程。2.〔10分〕在平推流反響器中進(jìn)行以下液相反響反響開(kāi)始時(shí)A和B的濃度分別等于和，目的產(chǎn)物為P，試計(jì)算:反響時(shí)間為3h時(shí)A的轉(zhuǎn)化率?！?分〕求目的產(chǎn)物p濃度為多少?！?分〕3.〔12分〕有一自催化液相反響，其速率方程為，在373K溫度下，速率常數(shù)，，每小時(shí)處理1000mol原料，其中A占80%〔mol〕，其余為P。當(dāng)A的最終轉(zhuǎn)化率為90%。為使所需反響體積最小，采用何種型式的反響器組合好，并計(jì)算所需的反響器總體積。4.〔13分〕某一流動(dòng)反響器的停留時(shí)間分布密度函數(shù)如下：求：(1)求平均停留時(shí)間及方差；〔4分〕(2)進(jìn)行一級(jí)不可逆反響，反響速率常數(shù)為1min-1，CA0，采用多釜串聯(lián)模型計(jì)算反響器出口轉(zhuǎn)化率；〔4分〕(3)假設(shè)反響物料為宏觀流體，其它條件均與上述相同，計(jì)算反響器出口轉(zhuǎn)化率。〔5分〕。廣州大學(xué)2023-2023學(xué)年第一學(xué)期考試卷B卷答案一填空題〔每空1分，共20分〕1.轉(zhuǎn)化率從0變?yōu)?0%，0.067h2.0.808，0.414，1.238，0.5133.努森擴(kuò)散，氣體分子與孔壁的碰撞，溫度4.膜內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)〔八田準(zhǔn)數(shù)〕，0，界面或者氣膜，填料塔5.平行線，斜線，最正確溫度與平衡溫度6.平推流，可以忽略，相等7.二選擇題〔每題2分，共20分〕題號(hào)12345678910答案BDDACDADBD三簡(jiǎn)答與分析題〔共15分〕1.答：積分反響器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)方便，轉(zhuǎn)化率較高，對(duì)取樣和分析要求不高，能全面考察反響的全過(guò)程，對(duì)于熱效應(yīng)大的反響，反響器難以處于恒溫條件，數(shù)據(jù)處理較繁瑣?！?.5分〕微分反響器可直接求出反響速率，催化劑用量少，轉(zhuǎn)化率低，易實(shí)現(xiàn)等溫，但分析精度要求較高，配料較復(fù)雜，床層較薄，容易產(chǎn)生溝流，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度?！?.5分〕2.答：〔3分〕要提高L的選擇性，那么應(yīng)該保持較高的A濃度，較低的B濃度〔3分〕。因此選擇〔3〕進(jìn)料方式〔2分〕。反響溫度控制在低溫下操作〔2分〕。四推導(dǎo)及計(jì)算題〔共45分〕1.解：由于常數(shù)的選取不同，表達(dá)式的形式有差異，得分主要看推導(dǎo)步驟。2.解：(1)

積分得：即：〔2〕，反響時(shí)間t=3h，代入式〔2〕求出組分A的濃度。

所以：，轉(zhuǎn)化率(3)方法1：式〔1〕除以式〔3〕有

所以由上式可知：CA=0時(shí)，P的濃度CP最大，即：方法2：利用選擇率求出P的濃度，由上式可知：C