化学反应工程第2阶段练习题

江南大学现代远程教育 第二阶段练习题
考试科目:《化学反应工程》第三章至第五章（总分100分）
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一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）
1、阶跃示踪法测定停留时间分布
c c
对应曲线为（ ）。

A. E(t)曲线 B. F(t)曲线 C. I(t)曲线
2、固体催化剂由三部分组成，活性组分、助剂和（ ）。

A. 添加剂
B. 载体
C. 固体
3、催化剂微孔孔径在一定范围之内，分子扩散和（ ）两种扩散同时起作用，为综合扩散。

A. 克努森扩散
B. 外扩散
C. 内扩散 4、最能代表催化剂颗粒性质的尺寸为颗粒的（ ）。

A. 外径
B. 当量直径
C. 内径
5、如果原来在反应器不同位置的物料是在同一时间进入反应器的，发生混合作用时，这种混合称为（ ），即不同空间粒子的均匀化。

A. 简单混合
B. 机械混合
C. 宏观混合
6、若某反应器停留时间分布规律测得的 ，则按多级混合槽模型，其模型槽数为（ ）。

A. 1.5
B. 1
C. 2.5
7、催化剂是多孔物质，其孔的大小当然是不规则的，不同的催化剂孔大小的分布不同， 只有孔径（ ）反应物分子的孔才有催化意义。

A. 小于
B. 等于
C. 大于
8、当微孔孔径远大于分子平均自由程时，扩散过程与孔径无关，属分子扩散。

判据：（ ）
A. B. C. 9、内扩散阻力严重时，原先0.5级反应的表观反应级数将变为：（ ） A. 一级 B. 0.75 C. 1.5
10、气固不可逆放热反应，催化剂中心最大温度可由（ ）计算。

20
10-<d λ10
10-<d λ100
<d λ4
.02θ=σ
A. 反应热效应
B. 放热速率
C. 能量释放系数
二、判断题（本题共10小题，每小题2分，共20分）
1、具有扩散影响的，反应物及产物在催化剂表面吸附脱附反应过程，其动力学表达为本征动力学。

（）
2、对于实际存在的过程，非等温过程少于等温过程。

（）
3、当床层厚度大于50倍颗粒直径时，轴向热质扩散（轴向返混）对出口转化率所造成的影响可以忽略不计。

（）
4、示踪剂与原物料是互溶的，与原物料之间可发生化学反应。

（）
5、多级混合槽模型假设是反应器由若干大小相等的全混流反应器串联而成。

（）
6、与Langmuir吸附模型不同，焦姆金吸附模型认为吸附及脱附活化能与表面覆盖率呈对数关系。

（）
7、气相传质系数k g是整个传质方程的核心，总包了各种条件对传质的影响，由传质J因子关系式计算。

（）
8、催化剂的化学中毒还是通过化学还原法使之再生。

（）
9、表面化学反应将被催化剂活性中心吸附的反应物之间进行的化学反应通常被认为是基元反应，其速率表达符合质量作用定律。

（）
10、所谓无梯度，意为既没有温度梯度，又没有浓度梯度。

（）
三、简答题（本题共5小题，每小题8分，共40分）
1、停留时间分布规律实验测定的示踪剂应满足哪些要求？
2、物理吸附与化学吸附的区别是什么？
Damkohler Da它具有什么物理意义？
3、坦克莱准数
4、停留时间分布函数F(t)如何定义的？
5、西勒Thiele模数的物理意义？
四、计算题（本题共1小题，共10分）
设E(θ)、F(θ)分别为某流动反应器的停留时间分布密度函数和停留时间分布函数，θ为对比时间。

(1)若反应器为PFR，试求：
(a) F(1)， (b) E(1)， (c) F(0.8)， (d) E(0.8)， (e) E(1.2)
(2)若反应器为CSTR，试求：
(a)F(1)， (b) E(1)， (c) F(0.8)， (d) E(0.8)， (e) E(1.2)
五、填空题（本题共1小题，共10分）
两种理想反应器停留时间分布对照，请填空。

（10分）
附：参考答案：
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题2分，共20分）
1、B.
2、B.
3、A.
4、B.
5、A.
6、C.
7、C.
8、A.
9、B. 10、C.
二、判断题：（本题共10小题，每小题2分，共20分）
1、×
2、×
3、√
4、×
5、×
6、×
7、√
8、×
9、√ 10、√
三、简答题：（本题共5小题，每小题8分，共40分）
1、答：①示踪剂与原物料是互溶的，但与原物料之间无化学反应发生；②示踪剂的加入必须对主流体的流动形态没有影响；③示踪剂必须是能用简便而又精确的方法加以确定的物质；④示踪剂尽量选用无毒、不燃、无腐蚀同时又价格较低的物质。

2、答：物理吸附－吸附剂与被吸附物靠范德华力结合；
化学吸附－吸附剂与被吸附物之间可视为发生化学反应。

3、答： Da 为反应速率与扩散速率的比值，反映了体系中外扩散的影响程度。

数值越大，或反应速率越快，外扩散的影响就越大。

物理吸附 化学吸附 选择性 弱 强
吸附温度 通常低于 沸点温度 可高于
沸点温度
吸附热 接近被吸附 物的冷凝热
接近反应热
4、答：当物料以稳定的流量流入反应器而不发生化学变化时，在流出物料中停留时问小于t
物料占总流出物的分率：
F (t )为时间t 的停留时间分布概率；N t 为停留时间小于t 的物料量；N ∞为流出物料的总停留量，
也是流出的停留时间在0与无限大之间的物料量。

5、西勒Thiele 模数的物理意义为以颗粒催化剂体积为基准，最大反应速率与最大内扩散速率的比值。

西勒模数的数值反映出过程受化学反应及内扩散影响的程度。

四、计算题：（本题共1小题，共10分）
答：(1)对PFR ， F (1)=1， E (1)=∞，F (0.8)=0， E (0.8)=0， E (1.2)=0 (2) ()()()()()()()3012
.02.14494.08.03679.015507
.018.06321.0111CST R 2.18.018.01=======-==-==-=-------e E e E e E e F e F e E e F θθθθ，对 五、填空题：（本题共1小题，共10分）
()∞
=N N t F t。