2022年化学反应工程期末自测试卷.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载化学反应工程试卷I. 填空题1.1 化学反应工程是一门讨论 _的科学；2.1 P主 A假如平行反应S副 均为一级不行逆反应,如E主E副,提高挑选性S 应_；3.1aA + bBpP + sS对于反应,就Pr_Ar；4.1 全混流反应器的移热速率Q =_；5.1 全混流反应器的返混_；6.1 介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为 _；7.1 在轴向分散模型中,模型的唯独参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就 _；8.1 气- 固相催化反应的内扩散模数 S _,它是表征内扩散影响的重要参数；9.2气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠

2、 _结合的,而化学吸附是靠 _结合的；10.1 绝热床反应器由于没有径向床壁传热,一般可以当作平推流处理,只考虑流体流淌方向上有温度和浓度的变化,因此一般可用 _模型来运算；11.2 目前描述固定床反应器的数学模型可分为_和_的两大类；12.3在流化床中为了传热或掌握气- 固相间的接触, 常在床内设置内部构件,以垂直管最为常用,它同时具有 _,_并甚至 _的作用；13.1 描述流化床的鼓泡床模型,它相当于 U 0 / U mf_时,乳相中气体全部下流的情况,工业上的实际操作大多属于这种情形；14.1双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成 阻力等于双膜传质阻力的加和；_ 的叠加,相间传质总II. 单

3、项挑选 1.2 全混流反应器中有_个稳固的定常态操作点；A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2.2 一级连串反应AK1K2/P/K 21 2S在全混流釜式反应器中,就目的产物P 的最大浓C A02 C. CA0K2KK21 D. K1/C A0度CP, max_；A. CA 0K 1K21 B. K 2K2KK21 /212K2K 11 K13.2 轴向分散模型的物料衡算方程在_式边界条件下有解析解；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. 闭- 闭 B. 学习必备欢迎下载开- 开开- 闭 C. 闭- 开 D. 4

4、.2 反应级数 n=_时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果；A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2 5.2 催化剂在使用过程中会逐步失活,质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,A. 0 B. =1 C. 6.2 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数其失活速率式为dkdCmd,当进料中的杂idtd 为_；3 D. 1 SRkVCm1/De值的大小反映了表面反应S速率与 _之比；A. 扩散速率 B. 外扩散速率 C. 内扩散速率 D. 实际反应速率7.2 不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是 _；A. 粒子与流体间有温度差 B. 粒子与流体间无温度差C. 床层径向有温度梯度 D.

5、床层轴向有温度梯度8.2 不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是 _；A. 粒子与流体间有浓度差 B. 粒子与流体间无浓度差C. 床层径向有温度梯度 D. 床层径向有浓度梯度9.2流化床反应器中的操作气速 U 是依据详细情形定的,一般取流化数 U 0 tu 在_范畴内；A. 0.1 0.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.5 10.2 以下哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第级模型的特点 _；A. 各参数均为恒值 B. 参数值不随床高而变C. 参数值与气泡大小无关 D. 参数值与气泡大小有关III. 简答题1.5对于可逆放热反应如何挑选操作温度？2.5 简述

6、寻求停留时间分布的试验方法及其分类？3.5 简述气 - 液反应的宏观过程：A（ g） + bB （l ） 产物（ l ）？4.5 简述固定床反应器的优缺点？5.5 简述流化床反应器的缺点？6.5简述气 - 液相反应器的设计所包含的内容？IV. 运算题1.10 醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水,而副反应生成甲烷和二氧化碳：CH3COOHk 1CH2COH2OCH3COOHk2CH4CO2已知在 916时k14 .65s1,k23 .74s1,试运算：1） 99%的醋酸反应掉的时间；6 分 2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的挑选性；（ 4 分）2.5 P主名师归纳总结 平行反应AS副 ,其中rP2

7、 CA,rSC2,已知C A02.0mol/l,第 2 页,共 7 页A- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - CP0CA00学习必备,欢迎下载,求在平推流反应器中的CPm ax？3.10 在一容积为 2.5m 3的间歇釜中进行均相反应 A + B P ,为防止产物 P 在高温分解,反应维护在 75等温操作,r A kC A C B kmol / l s,k 1 .2 78 l / kmol s,活化能E .4 611 kJ / mol；当反应物 A 和 B的初始浓度均为 C A 0 C B 0 4 mol / l, A的转化率x A 0 . 80 时,该间

8、歇釜平均每分钟可处理 0.684kmol 的反应物 A；今如把反应移到一个管内径为 125mm的抱负管式反应器中进行,如将温度提升到85等温操作,且处理量与所要求达到的转化率均与间歇反应时相同,求所需的管式反应器长度；4.10 应用脉冲示踪法测定一容积为12 l的反应装置,进入此反应器的流体流速A 的浓v00.8l/min,在定常态下脉冲的输入80 克的示踪剂A,并同时测其出口物料中度 CA随时间的变化,实测数据如下：名师归纳总结 t （min） 0 5 10 15 20 25 rA30 35 第 3 页,共 7 页CA（g/l ） 0 3 5 5 4 2 1 0 试依据试验数据确定E（t ）

9、曲线的方差2 t 和2kCA,k0 .307min1,当平均；5.5 某一液相分解反应,如已知其反应动力学为其20.211,求其最终转化率为多少？停留时间为15min 时,当多级全混流模型可用时,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答案 1.1 化学反应的工程问题 2.1 提高温度p3.1avUAT 0UATmT14.10c Pv 0cP5.1 最大 6.1 部分凝集态 7.1 愈小8.1RkVCm1SDe9.2 范德华力、化学键力 10.1 拟均相一维 11.2 拟均相、非均相 12.3 传热、掌握气泡聚、削减颗粒带出 13.1 61

10、1 14.1 串联的稳固的双膜分子扩散过程 1.2 B2.2 B3.2 D4.2 C5.2 A6.2 C7.2 A8.2 A9.2 A10.2 C1.5 1）对于放热反应,要使反应速率尽可能保持最大,必需随转化率的提高,按最优温度曲线 相应降低温度； （分）2）这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高,净反应速率显现 一极大值；（分）3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平稳；（分）2.5 通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线；（分）所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按肯定的输入方式加入稳固的流淌系统,通过观测该示踪物质在系统出

11、口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布；（分）依据示踪剂输入方式的不同大致分为四种：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法；（分）3.5 1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面,在界面上假定达到气液相平稳；分 2）反应物气相组分 A 从气液相界面扩散入液相,并在液相内反应；分3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散,气相产物就向界面扩散；分4）气相产物向气相主体扩散；分4.5 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器；（分） 1）催化剂在床层内不易磨损；（分） 2）床层内流体的流淌接近于平推流,与返名师归纳总结 混式反应器相比,用较少的催化剂和较小

12、的反应器容积来获得较大的生产才能；（分） 3）第 4 页,共 7 页固定床中的传热较差； （分） 4）催化剂的更换必需停产进行；（分）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载5.5 1）气流状况不均,不少气体以气泡状态经过床层,气- 固两相接触不够有效； （分）2）粒子运动基本上是全混式,因此停留时间不一；（分）在以粒子为加工对象时,影响产 品质量的均一性, （分）且粒子的全混造成了气体的部分返混,影响反应速率和造成副反 应的增加；（分）名师归纳总结 3）粒子的磨损和带出造成催化剂的缺失,并要设置旋风分别器等粒子回收系统；（分）第 5 页,

13、共 7 页6.5 第一是依据气 - 液反应系统的动力学特点来挑选正确的反应器型式,（分）然后结合反应器特性来确定能满意给定生产任务的反应器几何尺寸；（分）1.10 解：设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x 和 y,初始为CA0,就dxk1CA0xy分dtdyk2CA 0xy分dt相加得dxyk 1k2CA0xy 分dt将其积分Cdxxyyk1k2dtA0lnCA0CA0yk 1k2t分x1） 当转化率为99%时xy0 .99 CA0分t4 .6513. 74ln11990.549s分0.2） 瞬时挑选性为SPdx分dyxk 1.465积分得yk23 . 74分Sx55.4%分yrP2dCP

14、2.5 解：PrA2CAdCA分- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载对上式进行积分得CPACA2AdCA21.386mol/l分CA0 2C当C0时,产物 P 的浓度最大分CP,max222AdCA2ln分0C3.10 解：依据阿累尼乌斯公式kk0eE/RT1 T 1s分lnk1E1k2分RT 2故求得k2.6633 l/mol分由于CA0CB04 mol/l,且为等摩尔反应,故分kCACBkC2 A2 kC A01xA2dCArAdt在间歇反应器中所需的反应时间为：t1CAdC A11101CA0xAxA2 . 5min分kCA0C2

15、 AkCACAk 1带入得t151s2 . 5min分此反应时间应等于在抱负管式反应器中的停留时间,即分v 0FA0.0684171 l/minCA0.0004分Vv01712 .5428 l0.428 m3分管长L/VD235m分44.10 解：第一对试验数据进行一样性检验,此时应满意：名师归纳总结 0C AdtM0C0801 100520 100分第 6 页,共 7 页v00. 80CAdt5 32 544 3分- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载试验数据的一样性检验是满意的；20t2Etdtt24015 20 525 30 分t其

16、中tV1215 minv 00.8分由数据运算得如下表：分t （min）0 5 10 35 E（t ）=CA/C 00 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.01 0 t2E（t ）0 0.75 5 11.25 16 12.5 9 0 0t2E tdt5025169. 7511. 2512 .0263分32263 15 238分t2t2380 .169t2152分5.5 名师归纳总结 解：N1 20.14 .7614 4.00470 . 95395 . 3 %分第 7 页,共 7 页211取 N=4 分1CACA0 1kN 1.0307 15/分CACA0 1xAxA1CA10 . 047分CA 0- - - - - - -