反应工程试题

化学反应工程期中自测试卷

I.填空题 1.(1)

_______是化学反应工程的基础。

2.(1)

不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。

3.(2)

一级连串反应A S P

在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=

max ,P C _______、

=

opt t ______。

4.(1)

着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。

5.(2)

一级连串反应A S P

在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度

=

max ,P C _______、

=

opt t ______。

6.(1)

化学反应速率式为β

α

B 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 。

7.(2)

理想反应器是指_______、_______。

8.(2)

具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。

9.(2)

全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。

10.(1)

平推流反应器的返混为_______。

II.单项选择 1.(2)

气相反应CO + 3H 2

CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀

因子CO δ

=_______。

A. -2

B. -1

C. 1

D. 2

2.(2)

一级连串反应A S P

在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=

max ,P C _______。

A. 122

)(210K K K A K K C - B. 2

2/1120]1)/[(+K K C A C.

1

22

)(1

20K K K A K K

C - D. 2

2/1210

]1)/[(+K K C A

串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =_______。

A. A A P P n n n n --00

B. 00A P P n n n -

C. 00

S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4.(2)

全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_______。

A. ＜0

B. =0

C. ≥0

D. ＞0

5.(2)

对于单一反应组分的平行反应A

P(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_______。

A. 平推流反应器

B. 全混流反应器

C. 多釜串联全混流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

6.(2)

对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用_______。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

7.(2)

一级不可逆液相反应A

2R ，3

0/30.2m 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50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_____3

m 。

A. 19.6

B. 20.2

C. 22.2

D. 23.4

8.(2)

在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，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t=_______秒。

A. 400

B. 460

C. 500

D. 560

9.(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

10.(2)

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_______。

A. 加料时间

B. 反应时间

C. 物料冷却时间

D. 清洗釜所用时间

III.简答题 1.(5)

简述均相反应及其动力学的研究内容？

2.(5)

对于可逆放热反应如何选择操作温度？

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？

4.(5)

对于反应

A

，2

1A R C k r =，其活化能为1E ；A S C k r 2=，其活化能为2E ，当1E ＞2

E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？

5.(5)

简述理想反应器的种类？

IV.计算题 1.(10)

反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E 。

2.(5)

气相反应在400K 时的速率式

h atm P r A A /66.32

=-，求C k 。 3.(5)

现有一有效容积为0.75m 3

的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m 2

的冷却盘管。欲利用改

反应器来进行A →R 的一级不可逆的液相反应，其速率常数

)(9.5525

exp 100788.119-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=h T k ，反应热molA J H r /20921

)(=∆-，原料液中A 的浓度l mol C A /2.00=，但不含反应产物R 。此原料液的密度ρ=1050g/l ；定压比热929

.2=P C （J/g ·℃）。要求原料液的进料流率为h m v /33

0=，反应器出口的反应液中l mol C A /04.0=。

总传热系数U=209.2（KJ/m 2

·h ·℃）。所用的冷却介质的温度为25℃。试全混流反应器的热稳

定性的判据来确定定常态操作是否稳定。

4.(10)

在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A → 2R ，A A kC r =-kmol/m 3

·h ，k=9.52×109exp[-7448.4/T] h -1，=0A C 2.3 kmol/m 3

，=R M 60，=0R C 0，若转化率=A x 0.7，装置的生

产能力为50000 kg 产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t 0=0.75 h ）

化学反应工程期中自测试卷答案

1.(1)

三传一反

2.(1)

数学模型

3.(2)