PAGEPAGE8化學反應工程原理一、選擇題

CO+3H2

CH+HO4 2

CO進料時無惰性氣體，

H 與 2以1∶2摩爾比進料則膨脹因子。A.-2 B.-1 C.1 D.2K1K22、一級連串反K1K2K K2 C

C S在間歇式反應器中，則目的產P的最大濃度P,max A 。SK K2 CC ( 1)K2K

A0 C ( 2)KK A0A0KA. 2

1 [(K/K)1/2B. 2 1

2 1KA0KC. 1

[(K/K)1/21]2D. 1 2S3、串聯反應A→P（目的）→R+S，目的產物P與副產物S的選擇性

P=C_。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0n nA0 A

nA0

n nS S0

n nR R04、全混流反應器的容積效率時，該反應的反應級n B。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0P(主)A5、對于單一反應組分的平行反應

) C，其瞬間收率P隨 A增大而單調下降，則最適合的反應器為 B。A.平推流反應器 B.全混流反應器C.多釜串聯全混流反應器 D.全混流串接平推流反應器6、對于反應級n＞0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選A A.平推流反應器 B.全混流反應器C.循環操作的平推流反應器 D.全混流串接平推流反應器A7、一級不可逆液相反應

2R C 2.30kmol/m3 x 0.7， A0 ，出口轉化率A ，每批操作時間tt02.06h50000R/MV_C_m3。A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4r mol/ls C /l8、在間歇反應器中進行等溫一級反A→B， A A ，當 A0 時，求反應至C /A

所需時t= B 秒。A.400 B.460 C.500 D.560 9APSP

opt D。ln(K2

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1KA.

K1

KK2

1 C.

1 2 D. 1 22 1KKKK10、分批式操作的完全混合反應器非生產性時間t0不包括下列哪一B 。2 1KKKKA.加料時間 B.反應時間 C.物料冷卻時間 D.清洗釜所用時11、全混流反應器中B個穩定的定常態操作點。A.1 B.2 C.3 D.412、全混流反應器的容積效率η小1.0時，且隨著 A的增大而減小，此時該反應的反應級n_D_。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞013、當反應級數n_D_時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件C無關。A.示蹤劑的種類 B.示蹤劑的輸入方式 C.管內的流動狀態D.檢測位置15、對于-液相反應幾乎全部在液相中進行的極慢反應，為提高反應速率，應選C 裝置。A.填料塔 B.噴灑塔 C.鼓泡塔 D.攪拌釜ddt16、催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為為C。

kCmd i

，當平行失活對反應物有強內擴散阻力時，dA.≈0 B.=1 C.→3 D.≈117A。A.粒子與流體間有溫度差 B.粒子與流體間無溫度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層軸向有溫度梯18、屬于氣固相催化反應固定床反應器擬均相二維模型的特點A 。A.粒子與流體間有濃度差 B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層徑向有濃度梯度19C。A.各參數均為恒值 B.參數值不隨床高而變C.參數值與氣泡大小無關 D.參數值與氣泡大小有關U20、流化床反應器中的操作氣速

U U0是根據具體情況定的，一般取流化數00

mf在B范圍內。A.0.1～0.4 B.C.D.21、全混流反應器進行放熱反應時，要使反應器操作在穩定的定常態，則必須滿足以下條件A．移熱速>放熱速率 移熱速<放熱速率C．移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度的變化率D．移熱速率隨溫度變化率<放熱速率隨溫度的變化率22、氣固催化反應本征速率是指排除 C阻力后的反應速率。A．外擴散阻力 內擴散 內外擴散 吸附和脫23、等溫液相反應A+B→Pr=kCC，2A→Rr=kC2p lAB R 2AP為目的產物，有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用DA．間歇釜式反應器B一次性加入； B．全混流反應器C．半間歇釜式反應器一次性加入連續滴加；D．半間歇釜式反應器一次性加入連續滴加。24乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯經一段時間反應后苯乙烯生成量不再增加乙苯仍大量存在表明這是一個B反應A．慢速 可逆 自催化 不可逆K1K125、等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯反應

SK2K2Ak/kP的收率將A2 1A.增大 減小 不變 先增后26、在全混流反應器中，反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比A 。A.空時τ B.反應時t C.停留時t D.平均停留時27、階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線B 。A.E（t）曲線 B.F（t）曲線 C.I（t）曲線 D.y（t）曲線28、氣固催化反應的內擴散模數，其L為特征長度，若顆粒為球形L= D 。A.厚/2 B.R C.R/2 D.R/329、對于反應級n＞0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選A 。A.平推流反應器 B.全混流反應器C.循環操作的平推流反應器 D.全混流串接平推流反應三、分析解答題1、簡述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比（①分反應時間是反應物料進入反應器后從實際發生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間（①分（①分）（②分）2、簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？C階躍示蹤法是對于定常態的連續流動系統（①分）t=A且濃度為

A0的流（①分）A的濃度隨時間的變化（①C分）

F(t)

ACA0（②分）3、簡述均相反應及其動力學的研究內容？反應物組成和壓力等對反應速率、反應產物分布的影響，并確定表達這些影響因素與反應速率之間定量關系的速率方程。4、對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度？這是由于3）正逆反應速率相等而達到化學平衡。5、簡述氣-液反應的宏觀過程：A（g）+bB（l）→產物（l）？1）反應物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡；2）反應物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內反應；3）液相內的反應產物向濃度下降方向擴散，氣相產物則向界面擴散；4）氣相產物向氣相主體擴散。6、簡述固定床反應器的優缺點？1）催化劑在床層內不易磨損；2）床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產能力；3）固定床中的傳熱較差；4）催化劑的更換必須停產進行。k1 RAk27、對于反應

rS，

kC2 E r1 A，其活化能為；

k2

A

E2，當

E E1＞2時如何選擇操作溫度可以提高產物的收率？rS Rr

k10

E/RTe1e

C

EECe2 1CeRTR r答對于平行反應

k eE2/RT A k20 20

A

E E1＞ 2時應盡可能提高反應溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率10、簡述理想反應器的種類？通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）時間。11、簡述氣固流化床反應器鼓泡床模型的特點？轉化率12、簡述理想反應器的種類。答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）停留時間四、計算題1、醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應生成甲烷和二氧化碳：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2k已知在916℃時1

4.65s1,k2

3.74s1，試計算：99%的醋酸反應掉的時間；在此反應條件下醋酸轉化成乙烯酮的選擇性。C解：設在時t時乙烯酮和甲烷的濃度分別xy，初始為 A0，則dxk(Cdt 1 dyk(Cdt 2

xy)xy)

d(xy)(kdt 1

k)(C2

xy)將其積分

d(xy) (kC (xy) A0

k)dt2ln CA0 (kk)tC (xy) 1 2A099%時xy0.99CA0t 1 ln 1 0.549s4.653.74 10.99SP瞬時選擇性為

dxdyx k 4.65 1y k積分得 2

3.74Sx55.4%y2、反應A→B為n級不可逆反應。已知在300K時要使A的轉化率達到20%需12.6分鐘，而在340K時達到同樣的轉化率僅需3.20分鐘，求該反應的活化能E。dCr A解：

AkCndt AC

dCAtdtnACA0C 0tnA1 1即 1即 1n Cn1A

1 Cn1A0C 達時， A A01 1 1k (1.25n1 M(n1)Cn1 t tA0式中M為常數1 1k∴

M

12.6

k340

M

3.2lnkk

340300

lnM/3.2 E (1 1)M/12.6 8.314300 340E=29.06（kJ/mol）3、氣相反應在400K時的速率式

r 3.66P2atm/A A

k，求C。4、有一個反應器測其方差

2112.5min2,t15t

，如果這個反應器可以用等體積多釜串聯模型來描述，并在r kCC C C 12mol/l這個反應器中進行液相反A+B→2R，已知 A A B， A0 B0 ，k1l/molmin，求反應器的出口轉化率？22 t t2解：

112.5 ①分21N2 Nt

15

②分7.5minN 2則每個反應器的停留時間為 ①分對第一個釜進行物料衡算C CA0

(r

C kC2

1 ①分

7.5C2 C

10①分C 0.30mol/l解得 ①分同理對第二個釜進行物料衡算C C

(r

CA2 2

kC2A2 2 ①分C 0.144mol/l解得 A2 ①分x CA0CA2

10.144A C 1A0r6、在間歇釜中一級不可逆反應，液相反A→2R，

kC C Akmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]A0

2.3M C x kmol/m3， R 60，R0 0，若轉化率 A 0.7，裝置的生產能力50000kg產R/天。50℃等溫操作所需反應器的有效容積？（t=0.750解：反應終了時R的濃度為C 2C xR A0

3.22(kmol/m3)tCA0

xAdxA0 kCA

1xA dxk01xA

1ln 1 k 1xAk9.52109

7448.40.92273501 1t ln 0.92 10.7VCMR R

50000tt 240V500002.0622.2(m3)243.2260二、選擇題（220）aA+bB

pP+sS r

(r)對于反應p p

，則P A a

A 。|a||a| a p pA. B. C. D.對于一非恒容均相化學反應

αB r B，反應產物B的化學反應速率B B 。Br dnA

dnr B

dCr dCA r BB VdtA.

B VdtB.

B dtC.

B dtD.氣相反應4A+B→3R+S進料時無惰性氣體與B以的摩爾比進料，則膨脹因子C。（A）1/4 （B）2/3 （C）–1/4 （D）–2/34.反應C4H10 2C2H4 + H2，k2.0s1，則反應級數n= B 。（A）0 （B）1 （C）2 （D）3X串聯反應A→P（目的+S，目的產物P的得率 P=A 。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0n nA0 A

nA0

n nS S0

n nR R0t 一級連串反應A→P→S在平推流管式反應器中進行，使目的產物P濃度最大時的反應時間opt C 。KK1 ln(KKK1

/K)2

ln(K2

/K)1

ln(K

/K)1 2

K2

K1 C.

K 2

1 D. 1 22 1KK氣—液相反應中的膜內轉化系B 范圍內，反應為中等速率的反應A.＜0.02 B.C.≥2 D.2 1KKk Cm1/k Cm1/D氣固催化反應的內擴散模數L V S

e，其中L為特征長度，若顆粒為圓柱形則C。A.厚/2 B.R C.R/2 D.R/3下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的_D 。A.均勻表面 B.吸附機理相同 C.分子間無作用 多分子層吸附2全混流流動的E（t）曲線的方差 C。A.0 B.C.1 D.＞1四、分析與推導題（每題15分，共30分）1. 1A+2B k1k2解：

C 2A+C k3 Dk4r kC C 2kC 2kC 2C 2kC1 A B 2 C 3 A C 4 Dr C 22kCA B 2 Ar kCC 2k

kC 2C kC1 A Br kC /