本二2009-2010化学反应工程考试题-A

南通大学2009～2010学年第一学期化学反应工程试卷（A）第1页共3页试题一二三四五六七总分得分得分评卷人一、填空题（每小题1分，共16分）1、反应速率可以用浓度ci、摩尔分率yi来表述，相应的速率常数kc、ky之间有何关系？2、化学反应中哪种吸附起主要作用？3、表达反应系统体积变化的参数是什么？4、对于球形催化剂，西勒模数（Thiele）越大，则催化剂的内扩散有效因子如何变化？5、对于气—固相反应，什么情况下，可以不考虑分子扩散的影响？6、孔结构对内扩散有无影响？7、返混的定义是什么?8、反应器设计的基本方程包括哪些内容?9、工业上反应器何时采用并联操作?10、反应体积的变化是通过什么途径影响转化率?11、对于全混流反应器瞬时选择性与总选择性有何关系？12、停留时间分布函数的单位是什么？13、Pe的倒数能够表明什么？14、停留时间分布一定，反应器中的流动状况便唯一确定，对否？15、化学吸收增强因子是否永远大于等于1？16、欲使反应面与界面重合，常采用什么方法？得分评卷人二、计算题（第1-5题每题15分，第6题9分，共84分）1、某化合物A在催化剂上的总反应方程式为SPAkk12，假设该化学反应按如下步骤进行：(a)AA(b)SPA(控制步骤)(c)PP试写出该反应的均匀表面吸附动力学方程，若反应物和产物的吸附都很若，问此时反应对A是几级反应。2、由醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，化学反应为：CH3COOH(A)+C4H9OH→CH3COOC4H9+H2Ohmollk966.0，每小时处理原料量为814kg，反应混合物密度为0.74kg/l，原料配比为丁醇:醋酸＝4.88:1(mol)，动力学方程为2AAkCr，55.0Ax，求反应器的有效容积：(1)用一个全混流反应器；(2)用两个全混流反应器串联，已知：55.0304.021AAxx，(3)用一个平推流反应器。使用班级化061-2，应化061-2出卷日期2009年10月25日学院：专业：年级：班级：学号：本人承诺：在本次考试中，自觉遵守考场规则，诚信考试，绝不作弊。学生签名：装订线内答题无效—————————密————————————封——————————线———————————南通大学2009～2010学年第一学期化学反应工程试卷（A）第2页共3页3、用脉冲法测得某反应器出口示踪物的浓度如下：ｔ(s)0120240360480600720840960C(t)0813.512.5105210已知该反应器内进行一级不可逆反应，反应速度常数31005.3ks-1，试用多级串联全混流模型计算该反应器所能达到的转化率Ax。4、某气－固相一级不可逆催化反应，已知反应温度为450℃，在该温度下反应速度为1.45×10-5[mol／cm3.s]，颗粒外表面A组分的浓度为1.1×10-5[mol／cm3]，Ａ的分子量为128，催化剂颗粒为球形，直径为0.28cm，颗粒密度为ρp=1.0ｇ／cm3，孔隙率θ＝0.48，比表面Sｇ＝468m2/ｇ，曲节因子δ＝3.9,若分子扩散可不考虑，试求催化剂的内扩散效率因子。学院：专业：年级：班级：学号：本人承诺：在本次考试中，自觉遵守考场规则，诚信考试，绝不作弊。学生签名：装订线内答题无效—————————密————————————封——————————线———————————南通大学2009～2010学年第一学期化学反应工程试卷（A）第3页共3页5、NaOH溶液吸收CO2，反应速率BCOCOCCkr222，NaOH浓度385.0mkmolCB，液膜传质系数smkAL4105.1，反应速率常数skmolmk332105，液膜内分子扩散系数min1008.127mDAL，界面上CO2分压为0.001MPa，CO2气体的亨利系数MPamkmolHCO3138.02，试求反应吸收的速率。6、某液相基元反应：PA2，用两个理想全混流反应器进行反应，如果0V，0AC和第二个反应的出口转化率Ax一定时，为使两个反应器的体积和最小,1RV与2RV应有何关系?并证明你的结论。学院：专业：年级：班级：学号：本人承诺：在本次考试中，自觉遵守考场规则，诚信考试，绝不作弊。学生签名：装订线内答题无效—————————密————————————封——————————线———————————…………………………………………………………装订线……………………………………………………………………学生期末考试试题参考答案及评分标准纸课程名称化学反应工程考试班级化061-2，应化061-2考试标准用时120min试卷代号A一、填空题：1、ynCkPRTk；2、化学吸附；3、化学膨胀因子；4、越小；5、孔径远小于分子的平均自由程；6、有；7、不同年龄粒子之间的混合称为返混；8、物料衡算，热量衡算，动量衡算；9、提高生产能力；10、反应速度的推动力；11、相等；12、无单位；13、器内溶液的返混程度；14、对；15、不是；16、提高液相组分的浓度。二、计算题1、〖解〗VPPPVAAAPbPbPPAAVSPAAPbPbPkkr1121PPAAPPBPPAAAAAPbPbPbPbPbPb11PPAASPAAAPbPbPPkPbkr121当反应物与产物吸附都很若时，即当11PPAAPbPb时，动力学方程可写为：SPAAAPPkPbkr21所以此时对A是一级反应。2、〖解〗进料中醋酸含量：17.088.411进料中丁醇含量：83.088.4188.4进料的平均分子量：62.717483.06017.0MhmolhkmolNA1.19329321.117.062.718140hlV110074.08140lmolVNCAA675.111001.1932000(1)全混流反应器：lxkCxCVVAAAAR3.176155.01756.1966.055.011001222000(2)全混流反应器串联：lxkCxCVVAAAAR407304.01756.1966.0304.011001221201001lxkCxxCVVAAAAAR8.78755.01756.1966.0304.055.0110012222012002lVVVRRR8.11948.78740721(3)平推流反应器：lxxkCVxkCdxCVVAAAxAAAARA6.79255.01756.1966.055.011001100022000命题人王树清命题时间2009年10月25日审核人审核时间年月日…………………………………………………………装订线……………………………………………………………………学生期末考试试题参考答案及评分标准纸课程名称化学反应工程考试班级化061-2，应化061-2考试标准用时120min试卷代号A3、〖解〗：stCttCtm2.36152187800022200224.302882.361528359200sttCtCtmt232.02.3614.302882222mtt31.4232.0112m6251.031.42.3611005.311111131.43mAmkx4、〖解〗：cmSVrgPg741005.20.11046848.022scmMTrDK2371073.412815.2734501005.297009700scmDDKC31073.4scmDDCeff2431082.51079.49.348.0155318.1101.11045.1sCrkASA22.21082.5318.1314.034effvPDkR3828.022.23122.23122.2131311thth5、〖解〗BC为常量，由于41038.1138.0001.02AiCOAiPHCkmol/m2BC，可视为拟一级反应。则拟一级反应速率常数：133211025.485.0105sCkkB20105.160/1008.11025.44731ALALkDkM属于M1的快反应，20MsmkmolDkPHDkCCkNALCOCOALAiAiALCO2773111014.460/1008.11025.4001.0138.02226、〖解〗11111111112101021212xxxxVxkVxxkxVVAAAAAAAARR()()()命题人命题时间2009年10月25日审核人审核时间年月日