1、化學反應工程試卷及答案、填空題（共25分,每空1 分）1 化學反應工程學不僅研究化學反應速率與反應條件之間的關(guān)系，即,而且著重研究傳遞過程對 的影響，研究不同類型反應器的特點及其與化學反應結(jié)果之間的關(guān)系。2 反應器按型式來分類可以分為管式反應器、 和。3對于反應A 23C 4D ,反應物A的消耗速率表達式為 ；反應產(chǎn)物 C的生成速率表達式為： 。4. 反應器設(shè)計計算所涉及的基礎(chǔ)方程式就是動力學方程式、 和。5. 間歇釜反應器中進行如下反應：A > P rA=k1cA1EIA S （2）r - k2CAE2在CAo和反應時間保持不變下，降低反應溫度，釜液中Cp/Cs增大，表明活化能Ei 與

2、E2的相對大小為 ;在溫度和反應時間保持不變下，增高反應濃度，釜液中Cp/Cs增大，表明反應級數(shù)ni、n2的相對大小為。6. 單位時間內(nèi)由顆粒外表面?zhèn)鬟f至氣相主體的熱量可由牛頓冷卻定律表達，其表數(shù)學表達式為。7. 全混流反應器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為 、。8. 對催化劑性能影響最大的物理性質(zhì)主要是 、和孔體積分布。9. 復合反應包括三個基本反應類型，即并列反應、平行反應和 。10. 在停留時間相同的物料之間的均勻化過程，稱之為 。而停留時間不同的物料之間的均勻化過程，稱之為。11. 對于反應級數(shù)n ： 0的反應，為了降低反應器容積，應選用 反應器為宜；對于反應級數(shù)n 0的反應，為了降低反應器

3、容積，應選用 反應器為宜。12. 固定床催化反應器主要缺點是 ，。13. 有效因子物理意義=。14. 多段絕熱式反應器是筒體內(nèi)放置幾次擱板，擱板上放置,層與層之間設(shè)置氣體的 裝置。二、選擇題（共20分,每小題2分）1. 對于可逆放熱反應，為提高反應速率應（）。A .提高壓力B .降低壓力 C .提高溫度D.降低溫度2. 對于反應 aA + bB rR+sS,貝U rr =（-rA）（）。A. -rB. 丄 C.D. 衛(wèi)abrr3. 非等分子反應2NO H N2 H2O2的膨脹因子NQ等于（）A. 1/2 B.- C.-1/2D. 24. 平推流反應器停留時間分布的無因次方差為（）A. 0.5

4、B. 2C. 0 D. 15. 多釜串聯(lián)的反應器，由于釜間無返混，使返混程度減少，當N-:時，多釜串聯(lián)全混反應器組的操作就相當于（）。A 多釜串聯(lián)反應器B.平推流反應器C.全混流反應器D.無法確定6. 等溫一級不可逆液相反應，采用下列三種方案進行：（1）一個間歇反應釜，容積 V（僅考慮反應時間所需），（2）一個平推流反應器，容積V3二個等體積全混流反應器串聯(lián)，總?cè)莘e為 V3。上述三種情況反應溫度、物料 處理量及轉(zhuǎn)化率均相同，則容積比較為（）A. V<V><V3B. V=V2<V3C. V2<V1<3D. V2<V=V37. 隨著流體流量的增加，顆粒受到

5、的曳力也隨著增加。若顆粒受到的升力恰好等于自身重量時，顆粒受力處于平衡狀態(tài)，故顆粒將在床層內(nèi)作上下、左右、前 后的激烈運動，這時整個床層稱為（）。A .流化態(tài)B.流化床 C .固定床D .移動床8 .對于氣液相反應來說，慢反應是指化學反應將在液相主體內(nèi)發(fā)生的，而快反應過程是指反應僅發(fā)生在液膜區(qū)（）。A.液相主體，氣相主體B .氣相主體，液相主體C .液相主體，液膜區(qū)D .液膜區(qū)，液相主體9. 焦姆金吸附模型認為一般吸附活化能隨覆蓋率的增加而 ，脫附活化能隨覆蓋率的增加而（）。A.增大、減小B .減小、增大C .增大、增大 D .減小、減小10. 下列關(guān)于停留時間分布函數(shù)F（t）表述含義正確的是

6、（）。A.表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間小于t的流體粒子所占的分率B. 表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間大于t的流體粒子所占的分率C. 表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間在t和t dt之間的流體粒子所占的分率D. 表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間為t的流體粒子所占的分率三、名詞解釋（共12分,每小題3分）1 .理想置換反應器：2. 體積當量直徑：3. 氣液相反應過程：4. 濃相段：四、簡答題（共12分,每小題6 分）1. 簡述反應速率方程的推導過程（步驟）精選資料，歡迎下載2. 簡述流化床反應器的特點五、計算題(共31分，第1小題11分，第2小題10分，第3 小題10分。)1. 在555K及0.3MPa下，在

7、平推流管式反應器中進行氣相反應 AP ,已知進料 中含A30% (摩爾分數(shù))，其余為惰性物料，加料流量為 6.3mol SJ ,動力學方程 式為-r 0.27CAmOI m S 4為了達到95%轉(zhuǎn)化率，試求：(1) 所需空速為多少？(2) 反應器容積大小？2. 有一分解反應A、P目的產(chǎn)物r k1CAAS目的產(chǎn)物rs = k2cA其中心=1h一， k2 = 15m kmol h， CA 5kmol m ， CPO=CS0 = 0 ,體積流率 為5m3 hJ，求轉(zhuǎn)化率為90%寸：全混流反應器出口目的產(chǎn)物P的濃度及所需全混 流反應器的體積。3.在一總長為4m的填充床中，氣體以250Okg m'

8、; h j的質(zhì)量流率通過床層。床層 體安裝直徑為3mm的球形催化劑顆粒，空隙率為 0.45 ,氣體密度為2.9kg，其粘度為1.8 10'kg m 4 SJ。求床層的壓降。答案、填空題（共25分,每空1分）1 化學反應動力學、宏觀化學反應速率。2槽式反應器（釜式反應器）和塔式反應器（先后可以互換）1 dnA1 dnc3. -A、 C -V dtV dt4. 物料衡算方程式、熱量衡算方程式（先后可以互換）5. E- E 2、n - n2 O6.罟 TgSs YTs -Tg )dt7 Qr=Qg、dT dT8 比表面積、孔體積9.連串反應或串聯(lián)反應10 簡單混合、返混11. 全混流、平推流

9、12. 固定床中傳熱較差，更換催化劑時必須停止生產(chǎn)（或者說更換催化劑麻煩）（前 后都行）,C催化劑內(nèi)實際反應速率13r<='催化劑內(nèi)無濃度差時的 反應速率14.催化劑、冷卻（或加熱）、選擇題（共20分,每小題2分）題號12345678910答案CACCBBBCAA三、名詞解釋（共12分,每小題3分）1. 理想置換反應器（平推流反應器）是指通過反應器的物料沿同一方向以相同 速度向前流動，向活塞一樣在反應器中向前平推，故又稱為活塞流或平推流 反應器。2. 體積當量直徑：與顆粒具有相同體積的球體的直徑稱為該顆粒的體積當量直徑3. 氣液相反應過程：是指氣相中的組分必須進入到液相中才能進行

10、反應的過程。4. 濃相段：當流體通過固體床層的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出速 度時，顆粒在氣流作用下懸浮于床層中，所形成的流固混合物稱為濃相段。（基本點答對就給全分，根據(jù)答題情況酌情給分）四、問答題（共12分,每題6分）3. 簡述反應速率方程的推導過程答：假定反應機理，即確定反應所經(jīng)歷的步驟；確定速率控制步驟，該步驟 的速率即為反應過程的速率，根據(jù)速率控制步驟的類型，寫出該步驟的速率方程； 非速率控制步驟均達到平衡。若為吸附或解析步驟，列出蘭格繆爾吸附等溫式， 若為化學反應，則寫出化學平衡式；利用所列平衡式與a 6 九二1,將速率方 程中各種表面濃度變換為氣相組分分壓的函數(shù)，即得所求的

11、反應速率方程。（每點1.5分，全對6分）。（基本點答對就給全分，根據(jù)答題情況酌情給分）2.簡述流化床反應器的特點。（1）顆粒劇烈攪動和混合，整個床層處于等溫狀態(tài)，可在最佳溫度點操作；（2）傳熱強度高，適于強吸熱或放熱反應過程；（3）顆粒比較細小，有效系數(shù)高，可減少催化劑用量；（4）壓降恒定，不易受異物堵塞；（5）返混較嚴重，不適于高轉(zhuǎn)化率過程；（6）為避免溝流、偏流等，對設(shè)備精度要求較高。（每點1分，全對6分）。（基本點答對就給全分，根據(jù)答題情況酌情給分）五、計算題（共31分，第1題11分，第2題10分，第3題10分。）1.在555K及0.3MPa下，在平推流管式反應器中進行氣相反應 AP，已

12、知進料中含A30% (摩爾分數(shù))，其余為惰性物料，加料流量為 6.3mol -SJ ,動力學方程 式為-rA =0.27cAmol m" S J為了達到95%轉(zhuǎn)化率，試求：(3) 所需空速為多少？(4) 反應器容積大小？0.3 93R03 2 ICAO1.75 10 molRT 8.314 5553、，6.3X10 X8.314X555.15 3V00.0969mPAmj3300095 dXA0.95dXAarPS -SPPP2Jk1Ck2 CA1 5(1 - 0.9)= 1分1 5(1 - 0.9) 1.5 5(1 -0.9)2= 57.11分CP = SP(CAO-CA) = 0

13、.571(5一 0.5) = 2.57kmol m° 2分1=ln=11.10sAO 0-rA0 0.27 1 -xa0.271-0.95SV-JL =11.10d =0.09sdVR=VO(C糾5 (5_0.5) 2=25.7(m3)YA 1 0.5 1.5 0.523.在一總長為4m的填充床中，氣體以2500kg m巾-1的質(zhì)量流率通過床層。床層3VR =V =0.0969 11.10 = 1.075m標準空速為：SVNO=VOT-PT P0VR273.15 930.0969555.15 漢 0.10131.075-0.131sj4.有一分解反應P目的產(chǎn)物rP=k1CAS目的產(chǎn)物rs=k2cA其中 k1 =1h 4 , k2 =1.5m3 kmol ' h ' , CAO = 5kmol m " , CPO=CS0 = 0 ,體積流率為5m3 h',求轉(zhuǎn)化率為90%寸：全混流反應器出口目的產(chǎn)物P的濃度及所需全混 流反應的體積。解：全混流反應器平均選擇性等于瞬間選擇性L分體安裝直徑為3mm的球形催化劑顆粒，空隙率為0.4