化学反应工程考试试卷及答案

一、填空（40分）

（1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。

dC?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。

dt（3）空间速度是指___________ ，空间时间是指__________。

（4）反应具有最佳温度曲线，

最佳温度曲线是指__________ 。

的材料制成。4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率则其孔容积V= ,θ=

（

。假密度ρ=

?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差（6Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______

（7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、

及＿＿＿＿扩散等多种形式。。

L r?2C A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝C2r?M x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性。于内扩散的影响，

选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。

0．

（10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系：

外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较；

内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。

（11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向，

可以分为和反应器。

/s,

=1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用

反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主

要在，工业上可选用或反应器。

L r?1.0CC L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应r?2.0CC M CC的要求是宜的操作条件对和。

（14）返混是指

（15）测定停留时间分布最常用的示踪剂注入方法有法和法。

%

二、简答题（20分）

（1）简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。

HS ZnO反应的宏观步骤。2）根据缩芯模型，描述和（（3）对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明

式中各参数的含义）。

（4）对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参数的含义）。

三、计算题（每题10分，共40分。）

（1）乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：CH：15%,O ：7%,CO ：10%,其余为Ar 、N；出反应器气体

中现已知：CH ：13.1%,O ：4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性CH?0.5O?CHO）及收率。（O?2H?3O?2COCHHCCH＋H 2，已知反应的步骤为）（丁烯制丁二烯

84

264(A)CH?()?(CH)8844(B)(CH)?(CH)?H26448)(H?C?(C)(CH)6446请分别导出（A）（B）（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。

（3）在活塞流反应器中进行等温、体积不变的一级不可逆反应，则出口转化率可达0.96，现保持反应条件不变，但将反应改在：

（a）相同体积的全混流反应器中，

（b）等体积串联的两个全混流反应器（总体积与活塞流反应器相等）中。

（c）相同体积的间歇反应器，反应时间与辅助时间之比为5：1

试分别计算所能达到的转化率。

（4）某全混流反应器体积为100L，物料流率为10 L/s。

（a）试分别求出在反应器中逗留时间为9~11s、小于10s、大于10s的物料在总进料中所占的比例。

；

（b）用脉冲法注入示踪剂，其出口浓度用C(t)表示，假设C(0)为已知，试写出C(t)这个??C(t)dt函数的表达式。并指出的值。0

"

一、填空（40分）

（1）－2，－2/3

（2）等容。

（3）单位时间内，流过多少个反应器体积的物料（其它正确表达方式也可），

物料流过反应器所需要的时间（其它正确表达方式也可）______。

（4）可逆放热反应

不同转化率下的最佳温度所形成的曲线

。ρ= 2.39g/cm（5）V= 0.169 cm/g ,θ= 0.403

|

（6）Pe=_9.17__, m=_4.59____

（7）分子扩散，努森Knudsen扩散、表面扩散、构型扩散

s = 2/3 。。会增高（8）t?E(t)dt?F(?)?F(0)?0F(t) ,，（9）。

10（10）外扩散和化学动力学控制时ζ→1，Φ值较小；

内扩散强烈影响时ζ<< 1，Φ值较大。

（11）多段绝热反应器。轴向和径向反应器。

/s,

10mm/s,D=1.5×（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10则当k >>20/3 时，该反应属于快反应，反应区主要在液膜，工业上可选用填充床反应器或降膜反应器；当k <<20/3 时，该反应属于慢反应，这时反应区

主要在液相主体，工业上可选用鼓泡床或搅拌鼓泡床反应器。

（13） C 低 C 。高

~

（15）不同年龄粒子之间的混合

（15）阶跃法和脉冲法。

四、简答题（20分）

（5）要点：

PFR:流动如活塞，各参数轴向有变化，径向无变化，返混为0

CSTR：瞬间完全混合，参数无变化，返混为最大

（6）要点：

*

HSHSHS ZnO在未反应芯表面上反应；①内扩散；③与外扩散；②④HO内扩散；⑤HO外扩散。 C = (r)）（711?ζ

SkSk（）

8)CC*?p*)?K(?NK(p?111???HkkK11H???kkK

五、计算题（每题10分，共40分。）

（4）以100mol进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，