《化学反应工程》期末考试试题及答案..

一、单项选择题：（每题2分，共20分）1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A)A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2)B．反应(1)对A的反应级数小于反应(2)C．反应(1)的活化能小于反应(2)D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2)2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2为(B)A．1.0B.0.25C．0.50D．03．对一平行—连串反应RAQPA)3()2()1(，P为目的产物，若活化能次序为：E2E1E3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（B）。A．先高后低B.先低后高C．高温操作D．低温操作4．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-rA1与第二釜的反应速率-rA2之间的关系为(A)。两釜反应温度相同。A．-rA1-rA2B．-rA1=-rA2C．-rA1-rA2D.不能确定何者为大5.已知一闭式反应器的1.0rauLD，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（B）。A．4.5B.5.6C．3.5D．4.06．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生(C)。A．物理吸附B．化学反应C．化学吸附D．质量传递7．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为(B)A．堆(积)密度B．颗粒密度C．真密度D．平均密度8．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一种(C)。A．平推流反应器B.轴向流反应器C.全混流反应器D.多釜串联反应器9．某液相反应，其反应式可写成A+CR+C这种反应称为(B)A．均相催化反应B．自催化反应C．链锁反应D.可逆反应10．高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜，对于其中的气相和液相的流动常可近似看成(B)A．气、液均为平推流B．气、液均为全混流C．气相平推流、液相全混流D．气相全混流、液相平推流σRRσσRσBσAσBσσBAσσASk）此步为速率控制步骤(2223．间歇釜反应器中进行如下反应：PA(1)－rA1＝k1CAa1SA(2)－rA2=k2CAa2在CA0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1与E2的相对大小为E1E2；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中CP/CS增大，表明反应级数al、a2的相对大小为ala2。A．ala2B．ala2C．活化能ElE2D．活化能ElE24．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02,反应器可视为全混流反应器又若求得无因次方差02.02,则反应器可视为活塞流反应器。5．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为xA1xA2。6.在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较a、b两处的η值大小（a处靠近反应器的进口，b处靠近反应器的出口），并说明理由。（1）一级放热反应，绝热操作；ηaηb（2）二级反应，等温操作。ηaηb三、问答题（每题6分，共12分）1.液相复合反应,若为使目的产物P的选择性高，应选择：(1)若采用间歇反应釜，其加料方式为？(2)若采用管式反应器，其进料方式为？(3)若E1E2，则反应温度应尽可能采用高温或低温？答：为使目的产物P的选择性高，应选择：(1)若采用间歇反应釜，其加料方式为A一次性加入，B连续滴加；(2)若采用管式反应器，其进料方式为A从反应器进口处加入，B沿管长多处加入；(3)若E1E2，则反应温度应采用高温。一、选择题1、气相反应CO+3H2CH4+H2O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=__A_。A.-2B.-1C.1D.22、一级连串反应ASK1K2P在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度max,PC___A____。A.122)(210KKKAKKCB.22/1120]1)/[(KKCAC.122)(120KKKAKKCD.22/1210]1)/[(KKCA3、串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P与副产物S的选择性PS=__C_。A.AAPPnnnn00B.00APPnnnC.00SSPPnnnnD.00RRPPnnnn4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。A.＜0B.=0C.≥0D.＞0QBAPBAkk212225.025.021BAQBAPCCkrCCkr5、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副)，其瞬间收率P随AC增大而单调下降，则最适合的反应器为____B__。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、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___。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、一级不可逆液相反应A2R，30/30.2mkmolCA，出口转化率7.0Ax，每批操作时间htt06.20，装置的生产能力为50000kg产物R/天，RM=60，则反应器的体积V为_C_3m。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.48、在间歇反应器中进行等温一级反应A→B，slmolCrAA/01.0，当lmolCA/10时，求反应至lmolCA/01.0所需时间t=____B___秒。A.400B.460C.500D.5609、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_____D__。A.1212)/ln(KKKKB.1221)/ln(KKKKC.2112)/ln(KKKKD.211KK10、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____B___。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11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。A.1B.2C.3D.412、全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A的增大而减小，此时该反应的反应级数n_D_。A.＜0B.=0C.≥0D.＞013、当反应级数n_D_时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0B.=1C.＞1D.＜114、轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与___C__无关。A.示踪剂的种类B.示踪剂的输入方式C.管内的流动状态D.检测位置15、对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用___C____装置。A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜16、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dmidCkdtd，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d为__C__。A.≈0B.=1C.→3D.≈117、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是__A__。A.粒子与流体间有温度差B.粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度D.床层轴向有温度梯度18、属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是___A____。A.粒子与流体间有浓度差B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度D.床层径向有浓度梯度19、下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点__C__。A.各参数均为恒值B.参数值不随床高而变C.参数值与气泡大小无关D.参数值与气泡大小有关20、流化床反应器中的操作气速0U是根据具体情况定的，一般取流化数mfUU0在__B__范围内。A.0.1～0.4B.1.5～10C.10～15D.0.4～1.521、全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，则必须满足以下条件CA．移热速率放热速率B．移热速率放热速率C．移热速率随温度变化率放热速率随温度的变化率D．移热速率随温度变化率放热速率随温度的变化率22、气固催化反应本征速率是指排除C阻力后的反应速率。A．外扩散阻力B．内扩散C．内外扩散D．吸附和脱附23、等温液相反应A+B→Prp=klCACB，2A→RrR=k2CA2P为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高P的收率着眼适宜选用DA．间歇釜式反应器，A和B一次性加入；B．全混流反应器；C．半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加；D．半间歇釜式反应器，B一次性加入，A连续滴加。24、乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明这是一个B反应。A．慢速B．可逆C．自催化D．不可逆25、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应ASK1K2P若保持相同的转化率xA，调节反应温度使k2/k1降低，则P的收率将AA.增大B．减小C．不变D．先增后减26、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为___A___。A.空时τB.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间27、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为___B___。A.E（t）曲线B.F（t）曲线C.I（t）曲线D.y（t）曲线28、气固催化反应的内扩散模数，其中L为特征长度，若颗粒为球形则L=___D___。A.厚度/2B.RC.R/2D.R/329、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___。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二、填空题1、化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。2、化学反应速率式为BACACCKr，如用浓度表示的速率常数为CK，用压力表示的速率常数PK，则CK=)()(RTPK。3、平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E＞副E，选择性Sp与浓度无关，仅是温度的函数。4、对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器为宜。5、对于恒容的平推流管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。6、若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_微观流体_。7、流体的混合程度常用调匀度S、流体的混合态来描述。8、催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_物理失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_化学_失活。9、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_0.1um_时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。10、绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用拟均相一维模型来计算。11、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度optT和平衡温度eqT，二者的关系为___1212lnEEEERTTTTopteqopteq___________。12、描述流化床的气泡两相模型，以0U的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度mfU通过，而其余部分mfUU0则全部以气泡的形式通过。13、描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_气_相为平推流，而对___乳__相则有种种不同的流型。14、多相反应过程是指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行的反应过程。15、三传一反是化学反应工程的基础。16、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_数学模型_。17、一级连串反应ASK1K2P在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度max,PC_______、optt______。)]/([21122kkkkk、1212)/ln(kkkk）18、着眼反应组分K的转化率的定义式为_00KKKKn