化学反应过程及设备-国家开放大学2019年春季期末统一考试( 试题+答案) 专科

19. 某二级液相反应 A+B-C, 已知 CAO= CBO, 在全混流反应器中进行，当达到 XA=Q.99 时，需反应的时间为 500min, 问：如果反应在间歇反应器中进行，要达到相同的转化率需要的 时间是多少？
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试卷代号： 2629
国家开放大学 2 0 1 9 年春季学期期末统一考试
化学反应过程及设备 试题答案及评分标准
试卷代号： 2629
座位号rn
国家开放大学 2019 年春季学期期末统一考试
化学反应过程及设备 试题
2019 年 7 月
I: :I~I = I 二 I 四 1 五 I 性分 1
得分 1 评卷人
一、判断题（在括号内填 "-J" 或 "X" 。每小题 2 分，共 10 分）
1. 床层的传热性能对千床内的温度分布，进而对反应速率和物料组成分布都具有很大影
响。（
2. 除非特殊说明，催化剂在使用之前不需要进行活化。（
)
3. 一级反应的反应时间仅与转化率有关，而与初始浓度无关。（
)
4. 间歇反应器适用千多品种、小批量的产品的生产。（
)
5. 对千可逆放热反应，在一定条件下，反应速率最大时对应的温度称为最适宜温度，对于
可逆吸热反应也同样存在最适宜温度。（
)
得分 1 评卷人
12. 固定床三相反应器 13. 热稳定性 14. 催化剂的比表面积 15. 返混
得分 1 评卷人
四、简答题（每小题 10 分，共 30 分）
16. 级数对反应速率有什么影响？ 17. 目前我们采用什么方法来确定停留时间的分布规律？ 18. 理想置换反应器的特点是什么？
得分 1 评卷人
五、计算题（共 10 分）
分散相
连续相
11. 分子扩散
努森扩散
综合扩散
三、名词解释（每小题 5 分，共 20 分）
12. 固定床三相反应器：是指固体静止不动、气液流动的气固液三相反应器。
13. 热稳定性：是指当反应器受到热扰动后有无自行恢复到原热平衡状态的能力。
14. 催化剂的比表面积：单位质量催化剂具有的表面积称为比表面积。
15. 返混：是物料在时间上的逆向混合，是不同停留时间的流体在反应器空间某处发生的
混合。
四、简答题（每小题 10 分，共 30 分）
16. 级数对反应速率有什么影响？
答：反应级数不能独立地预示反应速率的大小，它只反映了该物料浓度对反应速率影响的 程度，级数越高，则对应的物料浓度变化时对反应速率的影响越明显，如果级数等于零，说明该 物料的浓度对化学反应速率没有影响。如果级数为负，说明该物料浓度的增加反而抑制了
答： (1) 由千流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物
料在反应器内的停留时间相同；
(2) 在同一截面上，不同径向位置的流体特性（温度、组成等）是一致的；
(3) 在定常态下操作，反应器内的状态只随轴向位置而改变，不随时间而改变。
五、计算题（共 10 分）
19. 某二级液相反应 A+B-C, 已知 CAo =Coo' 在全混流反应器中进行，当达到 XA =O. 99
（供参考）
2019 年 7 月
一、判断题（在括号内填 ".J" 或 "X" 。每小题 2 分，共 10 分）
1. ,J
2. X
3. ,J
4. ✓
5. X
二、填空题（每空 2 分，共 30 分）
6. 反应时间（生产时间）
辅助时间
7. 消耗
生成
8. 间接
直接（冷激）
9. 制造孔径较大
细颗粒
10. 连续
分散
的催化剂。
10. 工业上常用的气液反应器气液比有大有小，凡是气液比大的，一般都是气相为
相，液相为
相，其特点是单位液相体积的气液相界面较大；凡是气液比小的，
一般都是气相为
，而液相为
，单位液相体积的气液相界面
较小。
11. 在单直圆柱孔内基本的扩散类型一般有三种，即
Baidu Nhomakorabea
和
得分 1 评卷人
三、名词解释（每小题 5 分，共 20 分）
二、填空题（每空 2 分，共 30 分）
6. 间歇荼式反应器的一个操作周期的时间分两部分，即
和
7. 用反应物表示的速率称为
速率，用生成物表示的速率称为
8. 根据段间反应气体的冷却或加热方式，多段绝热式反应器又分为
换热式两类。
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速率。 ＿换热式和
9. 一般地，减小内扩散影响的方法是
的催化剂和使用
反应。
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17. 目前我们采用什么方法来确定停留时间的分布规律。
答：采用示踪法来确定停留时间的分布规律，即在反应器入口处加入示踪剂，在出口处测
定输出信号的变化，然后根据输入信号的方式及信号变化的规律来确定物料在反应器内的停
留时间的分布规律。目前实验测定方法主要有阶跃输入法和脉冲输入法。
18. 理想置换反应器的特点是什么？
时，需反应的时间为 500min, 问：如果反应在间歇反应器中进行，要达到相同的转化率需要的
时间是多少？
解：由千初始浓度相同，因而，二级反应的动力学方程可写为：
(— rA)=kcA 2=kc 矿 (l-xA)2
(2 分）
对于全混流反应器：
r=
CAoXA (-:-rA)
CAoXA
即 r=
=
0. 99
=—1-X 0. 99 X 1 = 500
(-rA) kcA0(1-0.99)2 kcAo 1-0.99 1-0.99
- x 求得： 1
0.99 =5
kcA 。 1-0. 99
(4 分）
1
XA
1
0. 99
对于间歇反应器有: r= 一 kcA。 X l-xA =-k— cA。 X 1-0. 99 =5mm
(4 分）
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