《化学反应工程》期末考试试题及答案

一、单项选择题： （每题 分，共 分）．反应器中等温进行着✌→ ☎✆和✌→ ☎✆两个反应，当降低✌的浓度后，发现反应生成 的量显著降低，而 的生成量略降低，表明☎✌ ✆✌．反应☎✆对✌的反应级数大于反应☎✆ ．反应☎✆ 对✌的反应级数小于反应☎✆．反应☎✆的活化能小于反应☎✆ ．反应☎✆的反应速率常数大于反应☎✆四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为☎  ✆ ✌．    ．  ．．对一平行—连串反应RA QP A −→−−→−−→−)3()2()1(， 为目的产物，若活化能次序为：☜ ☜ ☜ ，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ ）。

✌．先高后低 先低后高 ．高温操作 ．低温操作．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率 ❒✌与第二釜的反应速率 ❒✌之间的关系为☎ ✌ ✆。

两釜反应温度相同。

✌． ❒✌ ❒✌ ． ❒✌ ❒✌． ❒✌ ❒✌ 不能确定何者为大 已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数☠为（  ）。

✌．    ． ． ．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生☎ ✆。

✌．物理吸附 ．化学反应 ．化学吸附 ．质量传递．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为☎  ✆✌．堆☎积✆密度 ．颗粒密度 ．真密度 ．平均密度．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一种☎  ✆。

✌．平推流反应器  轴向流反应器  全混流反应器  多釜串联反应器．某液相反应，其反应式可写成✌→这种反应称为☎ ✆✌．均相催化反应 ．自催化反应 ．链锁反应 可逆反应．高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜，对于其中的气相和液相的流动常可近似看成☎  ✆✌．气、液均为平推流 ．气、液均为全混流．气相平推流、液相全混流 ．气相全混流、液相平推流σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）此步为速率控制步骤 ( 222．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → ☎✆ －❒✌＝ ✌♋S A → ☎✆ －❒✌  ✌♋在 ✌和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中  增大，表明活化能☜与☜的相对大小为 ☜☜ ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中  增大，表明反应级数♋●、♋的相对大小为 ♋●♋ 。

✌．♋●♋ ．♋●♋．活化能☜●☜ ．活化能☜●☜．从反应器停留时间分布测定中 求得无因次方差98.02=θσ反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ 则反应器可视为 活塞流反应器 。

．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应✌→ ，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为⌧✌，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为⌧✌，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较⌧✌和⌧✌的相对大小为 ⌧✌ ⌧✌ 。

 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较♋、♌两处的η值大小（♋处靠近反应器的进口，♌处靠近反应器的出口），并说明理由。

（ ）一级放热反应，绝热操作；η♋ η♌（ ）二级反应，等温操作。

η♋ η♌三、问答题（每题 分，共 分） 液相复合反应 若为使目的产物 的选择性高，应选择： ☎✆ 若采用间歇反应釜，其加料方式为？☎✆ 若采用管式反应器，其进料方式为？☎✆ 若☜ ☜ ，则反应温度应尽可能采用高温或低温？ 答：为使目的产物 的选择性高，应选择：☎✆若采用间歇反应釜，其加料方式为 ✌一次性加入， 连续滴加 ；Q B A P B A k k −→−+−→−+212225.025.021BA Q BA P C C k r C C k r ==☎✆若采用管式反应器，其进料方式为 ✌从反应器进口处加入， 沿管长多处加入 ；☎✆若☜ ☜ ，则反应温度应采用 高温 。

一、选择题、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以 ∶ 摩尔比进料，则膨胀因子CO δ ♉♉✌♉。

✌       、一级连串反应A S K 12P 在间歇式反应器中，则目的产物 的最大浓度=m ax ,P C ♉♉♉✌♉♉♉♉。

✌ 122)(210K K K A K K C -  22/1120]1)/[(+K K C A  122)(120K K K A K K C -  22/1210]1)/[(+K K C A、串联反应✌ → （目的）→  ，目的产物 与副产物 的选择性P S ♉♉♉。

✌ A A P P n n n n --00  00A P P n n n - 00S S P P n n n n --  00R R P P n n n n --、全混流反应器的容积效率η 时，该反应的反应级数⏹♉♉♉♉♉。

✌ ＜   ≥  ＞、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副)，其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为♉♉♉♉♉♉。

✌ 平推流反应器  全混流反应器 多釜串联全混流反应器  全混流串接平推流反应器、对于反应级数⏹＞ 的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用♉♉♉♉✌♉♉♉。

✌ 平推流反应器  全混流反应器 循环操作的平推流反应器  全混流串接平推流反应器、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为 ♑产物 天，R M ，则反应器的体积✞为♉♉3m 。

✌       、在间歇反应器中进行等温一级反应✌ → ，s l mol C r A A ⋅=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间♦♉♉♉♉♉♉♉秒。

✌       、一级连串反应✌ →  → 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物 浓度最大时的最优空时=opt τ♉♉♉♉♉♉♉。

✌1212)/ln(K K K K -  1221)/ln(K K K K -  2112)/ln(K K K K  211K K、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项♉♉♉♉♉♉♉。

✌ 加料时间  反应时间 物料冷却时间  清洗釜所用时间、全混流反应器中有♉♉♉♉♉个稳定的定常态操作点。

✌       、全混流反应器的容积效率η小于 时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数⏹ ♉ ♉ 。

✌ ＜   ≥  ＞、当反应级数⏹♉♉时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。

✌    ＞  ＜、轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与♉♉♉♉♉无关。

✌ 示踪剂的种类  示踪剂的输入方式 管内的流动状态  检测位置、对于气 液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用♉♉♉♉♉♉♉装置。

✌ 填料塔  喷洒塔 鼓泡塔 搅拌釜、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ=-，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，♎为♉♉♉♉。

✌ ≈    →  ≈、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♉♉✌♉♉。

✌ 粒子与流体间有温度差  粒子与流体间无温度差 床层径向有温度梯度  床层轴向有温度梯度、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♉♉♉✌♉♉♉♉。

✌ 粒子与流体间有浓度差∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 粒子与流体间无浓度差 床层径向有温度梯度∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 床层径向有浓度梯度、下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点♉♉♉♉。

✌ 各参数均为恒值  参数值不随床高而变 参数值与气泡大小无关  参数值与气泡大小有关、流化床反应器中的操作气速0U 是根据具体情况定的，一般取流化数mf U U 0在♉♉♉♉范围内。

✌ ～   ～   ～   ～ 、全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，则必须满足以下条件 ✌．移热速率 放热速率 ．移热速率 放热速率．移热速率随温度变化率 放热速率随温度的变化率．移热速率随温度变化率 放热速率随温度的变化率、气固催化反应本征速率是指排除  阻力后的反应速率。

✌．外扩散阻力 ．内扩散 ．内外扩散 ．吸附和脱附、等温液相反应 ✌→ ❒☐●✌， ✌→ ❒✌为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高 的收率着眼适宜选用 ✌． 间歇釜式反应器，✌和 一次性加入； ．全混流反应器；．半间歇釜式反应器，✌一次性加入， 连续滴加；．半间歇釜式反应器， 一次性加入，✌连续滴加。

、乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明这是一个  反应。

✌．慢速 ．可逆 ．自催化 ．不可逆、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应 A S 2P 若保持相同的转化率⌧✌，调节反应温度使  降低，则 的收率将 ✌✌增大 ．减小 ．不变 ．先增后减、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为♉♉♉✌♉♉♉。

✌ 空时τ∙∙∙∙∙∙∙∙∙反应时间♦∙∙∙ ∙∙∙∙ 停留时间♦∙∙∙∙∙∙  平均停留时间、阶跃示踪法测定停留时间分布 对应曲线为♉♉♉♉♉♉。

✌ ☜（♦）曲线∙∙∙∙∙∙ ☞（♦）曲线∙∙∙∙∙∙∙∙ ✋（♦）曲线∙∙ ∙∙∙⍓（♦）曲线、气固催化反应的内扩散模数 ，其中☹为特征长度，若颗粒为球形则☹♉♉♉♉♉♉。

✌ 厚度∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 、对于反应级数⏹＞ 的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用♉♉♉✌♉♉♉。