化学反应工程期末复试题

化学反应工程期末试题

( 4 )

科

目:化学反应工程 适用对象:化学工程与工艺本科

I.填空题 1.(1)

化学反应工程是一门研究______________的科学。

2.(1)

化学反应速率式为β

αB

A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为

C

K ，用压力表示的速率常数P K ，

则C K

=_______P K 。

3.(2)

平行反应

A

P(主)

S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是

_______的函数。

4.(1)

对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。

5.(3)

对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。

6.(1)

若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。

7.(2)

流体的混合程度常用_______、_______来描述。

8.(2)

催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。

9.(1)

对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。

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，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。

11.(1)

对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt

T 和平衡温度

eq

T ，二者的关系为

______________。

12.(1)

描述流化床的气泡两相模型，以

U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度

mf

U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。

13.(2)

描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。

14.(1)

多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。

II.单项选择 1.(2)

一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时=

opt τ_______。

A. 1212)/ln(K K K K -

B. 1221)

/ln(K K K K - C. 2

112)/ln(K K K K D. 211K K

2.(2)

全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。

A. ＜0

B. =0

C. ≥0

D. ＞0

3.(2)

当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。

A. =0

B. =1

C. ＞1

D. ＜1

4.(2)

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。

A. 示踪剂的种类

B. 示踪剂的输入方式

C. 管内的流动状态

D. 检测位置

5.(2)

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。 A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜

6.(2)

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，d 为_______。

A. ≈0

B. =1

C. →3

D. ≈1

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. 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)

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_______。 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

10.(2)

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。 A. 0.1～0.4 B. 1.5～10 C. 10～15 D. 0.4～1.5

III.简答题 1.(5)

简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？

2.(5)

简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？

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)

简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？

6.(5)

简述双膜理论？

IV.计算题 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：

O

H CO CH COOH CH k 2231

+=−→−

2

432

CO CH COOH CH k +−→−

已知在916℃时1

21

174.3,65.4--==s k s k ，试计算：

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选择性。（4分）

2.(10)

有一级不可逆反应A →P ，在85℃时反应速率常数为3.45h -1

，今拟在一个容积为10m 3

的釜式反应器中进行，若最终转化率为95.0=A x ，设该反应的处理量为1.82m 3

/h ，今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？

3.(10)

(A) (P) (S)

66H C −→−k 1Cl H C 56−→−k 3246Cl H C

反应速度A A C k dt dC 1=-；P

A P C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反

应器内进行这一反应时,求目的产物P 的选择性P S ，其中)(0.111-=h k ,

)(5.01

2-=h k ，),(10h v V ==τ000==S P C C ,

l

mol C A /10=。

4.(10)

有一个反应器测其方差

min

15,min 5.11222==t t σ，如果这个反应器可以用等体积多釜串联

模型来描述，并在这个反应器中进行液相反应A + B → 2R ，已知B A A C kC r =-，