下载文档原格式
《化学反应工程》试题XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷（答案）2011—2012学年第一学期一、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2θσ为( B )A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．03．对一平行—连串反应R A QP A −→−−→−−→−)3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2<E 1<E 3，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-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为( A )。
两釜反应温度相同。
A ．-r A1 > -r A2B ．-r A1 = -r A2C ．-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大5. 已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N 为（ B ）。
A ． 4.5 B. 5.6 C ．3.5 D ．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 )。
《化学反应工程》试题XXX大学化学反应工程试题B（开）卷（答案）2011—2012学年第一学期一、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为( B )A． B. C． D．03．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2<E1<E3，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-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为( A )。
两釜反应温度相同。
A．-r A1 > -r A2 B．-r A1 = -r A2 C．-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大5. 已知一闭式反应器的，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（ B ）。
A． B. C． D．6．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、液相平推流二、填空题（每题5分，共30分）1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J／mol 。
二、填空题（每题5分，共30分）1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。
解：mol J E E T T R E k k /528942ln )30812981(314.82ln )11(ln 2112=∴=-==-=，2．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为：则该反应可能的反应机理为σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）此步为速率控制步骤 ( 2223．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) －r A1＝k 1C A a1S A → (2) －r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1<E2 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中C P /C S 增大，表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。
A ．al>a2B ．al<a2C ．活化能El<E2D ．活化能El>E2 4．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ,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x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x A2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x A1和x A2的相对大小为 x A1<x A2 。
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；ηa >ηb（2）二级反应，等温操作。
化学反应工程试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 化学反应工程中，反应速率常数k与温度的关系遵循（）。
A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中，流体通过催化剂床层的流动方式是（）。
A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂？（）A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指（）。
A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中，为了提高反应速率，通常采取的措施是（）。
A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题（每空1分，共10分）1. 在化学反应工程中，反应速率的表达式通常为__________。
2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。
3. 催化剂的作用是__________反应速率，而不影响__________。
4. 反应器设计时，需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。
5. 根据反应器内物料流动的特点，可以将反应器分为__________流动和__________流动。
三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。
2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。
3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。
4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。
四、计算题（每题10分，共20分）1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1，反应物A的初始浓度为1 mol/L，求10秒后A的浓度。
2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应，反应物B的初始浓度为2 mol/L，反应速率常数k=0.02 min^-1，求5分钟后B的浓度。
化学反应工程考试题库（分三个部分）（一）（综合章节）复习题一、填空题：1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩，其无因次方差2θσ=0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr )，该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+，则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。
13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。
14. 对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑 反应器的大小 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 目的产物的收率 ； 15. 完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 均一 ，并且 等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应CO + 3H 2CH 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_。
A. -2B. -1C. 1D. 2 2、一级连串反应AS P在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K KC - B.22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K K K A K KC - D.22/1210]1)/[(+K K C A3、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 =__C_。
A. A A P P n n n n --00B. 0A P P n n n - C. 00S SP P n n n n -- D. 00R RP P n n n n --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. ＞05、对于单一反应组分的平行反应AP(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____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A 2R ，30/30.2mkmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间ht 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_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 ，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=____B___秒。
化学反应工程考试题库（分三个部分）（一）（综合章节）复习题一、填空题：1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩，其无因次方差2θσ=0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr )，该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+，则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。
13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。
14. 对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑 反应器的大小 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 目的产物的收率 ； 15. 完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 均一 ，并且 等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
0.98XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷（答案）2011 — 2012学年第一学期一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T 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 .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 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 一为（） 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 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶>D . 0 P —-(2)，Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2<E 1<E 3, ）° D .低温操作反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率 -r Ai5. 已知一闭式反应器的 ）° A . 4.5 B. 5.66. 固体催化剂之所以能起催化作用，发生（ ）°A .物理吸附B .化学反应 =-「A2C . -「A1 < -r A2D a-=0.1 uL r ）°两釜反应温度相同。
D.不能确定何者为大，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数 D . 4.0 是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要 C •化学吸附 （ C .真密度 7. 包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为 A .堆（积）密度 B .颗粒密度 &在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是 A .平推流反应器 B.轴向流反应器 9. 某液相反应，其反应式可写成 A+C A .均相催化反应B .自催化反应 10. 高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜， A .气、液均为平推流 B .C .气相平推流、液相全混流D .二、填空题（每题 5分，共30分） D .质量传递 ） D .平均密度 种 （ ）° D.多釜串联反应器 ） C.全混流反应器 R+C 这种反应称为（ C .链锁反应 D.可逆反应 对于其中的气相和液相的流动常可近似看成 （ 气、液均为全混流气相全混流、液相平推流 1 .一不可逆反应，当反应温度从 25C 升高到35C 时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 ° ........ 一 ksKA P^ K B P B 2. 一气固催化反应 A ■ Br R ，若本征反应速率方程为： 则该反应可能的反应机理为 3. 间歇釜反应器中进行如下反应： A " P（1） — r A1 = kQ A a1 A — S （2） — r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下， 降低反应温度，釜液中 C P /C s 增大，表明活化能 E1与E2的 相对大小为 ___________________ ;在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中 C P /C S 增大，表明反应级数 al 、a2的相对大小为r (1 K A P A K B P B +K R P R )2又若求得无因次方差=0.02,则反应器可视为 ___________________ 。
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 X AI ，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为X A 2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较 X AI 和X A 2的相对大小为 ______________ 。
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n 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 ________________ (2 )二级反应，等温操作 _________________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？⑶若E 1>E 2,则反应温度应尽可能采用高温或低温？A 2B 」2，Q2.在四段绝热式固定床反应器中进行 n 级不可逆反应，各段的催化剂量相同，且控制进入各段的反应物料温度相等•若n>0,试问(1) 哪一段的净转化率最大？哪一段最小？(2) 若段间采用冷激方法进行降温，试问第一段与第二段之间和第二段与第三段之间哪 处需加入的冷激剂量多？为什么？四、计算题：(第1, 2题均为12分，第3题为14分，共38分) 1•在反应体积为1 m 3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇-1, 2:H 2COCHCH 3+H 2O T H 2COHCHOHCH 3该反应对环氧丙烷为一级，对水为零级，反应温度下反应速率常数等于 0.98h -1，原料液中环氧丙烷的浓度为 2.1kmol/m 3,环氧丙烷的最终转化率为 90%。
(1 )若采用间歇操作，辅助时间为 0.65h ,则丙二醇-1, 2的日产量是多少？(2)有人建议改在定态下连续操作，其余条件不变，则丙二醇-1 , 2的日产量又是多少？(3) 为什么这两种操作方式的产量会有不同？=k 1C AC 0.5 g = k2CA 5Ck.2A+B —U P2•对一闭式反应器进行停留时间分布实验测定，在Q= 300L/min下，得到E(t)〜t关系如下图所示。
由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。
试根据E(t)函数性质确定并计算：(1) E(t)⑵ F(t)(3) 该反应器体积为多少？ (4)多级串联模型参数 N 为多少?2(5) 无因次方差'■'为多少？(6) 轴向扩散模型参数 Pe 为多少? R c= R c3. E1<E2 al>a24.全混流反应器 活塞流反应器5..xA1<xA26. (1) n a> n 库)n a< nb三、简答题1.答：(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 从反应器讲口处加入,__B 沿管长多处加入t/min■13 •某一级不可逆气固催化反应，在反应温度150C 下，测得k P =5s ,有效扩散系数2D eA =0.2cm /s 。
求:(1) 当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散影响是否已消除？ (2)欲保持催化剂内扩散有效因子为0.8,则颗粒直径应不大于多少？1.A2. B3.B4.A5. B6.C7.B8.C9.B 10.BIn 乞 k iE 1 1 ( )=In 2 R T i T 2二、1.52894 J / mol 2.A厂=A (TB 2 2 c = 2B (T E 1 1( )=In 28.314 ' 298 308 E = 52894 J / m o IA c +B c — t R c + c (此步为速率控制步骤(3) 若E1>E2，则反应温度应采用高温。
2. 答：(1)虽然各段进口温度相等，在催化剂量相同的情况下，净转化率也按1至4段的顺序递减，第一段最大，第二段次之，第三段再次之，第四段最小。
(2)因第一段反应量大于第二段反应量， 所以1-2段间要取出的热量比 2-3段间要取出的热量 大，因而1-2段间需要的冷激量也大于 2-3段间需要的冷激剂量。
四、计算题：1解：Vr "m3，r.二 kC A , k 二 0.98 h ,C A0 二 2.1 kmol /1, X A 二 0.9一级不可逆反应:1 1 t ln(1—x Af ) ln(1 — 0.9) =2.35hk 0.98V r =Qo (t ' t o= Qo (2.35 ::*0.65) =1 Q o =1/3m 3 /h丙二醇的产量=Q 0 C A0 x Af = 1.89 1/ 3 = 0.63 kmol / h = 15.15 kmol / 日(2)采用定态下连续操作d p 乞 0.816 cm湖北XX 大学化学反应工程试题、选择题丙二醇的浓度=C A0X A 二 2.1 0.9 二 1.89 kmol / m Q 0X AfVr一 k(1 一 X Af )Q o 0.9 0.98(11一 0.9)所以 Q0=0.109m3/h1.89 =0.2058 kmol / h = 4.939 kmol / 日 丙二醇的产量=0.109 (3) 因连续釜在低的反应物浓度下操作，反应速率慢，故产量低。
2•答：(1) E(t) = -1/200(t-20)(2) F(t) = -t2/400+0.1t_ 2 1 cr A =—=3(3) V = 2 m 1(4)多级串联模型参数 N = 2 ⑸无因次方差N 2 (6)2$(1-e -pe ) =0.5pe 22Pe Pe 二 2.56 =00112 = 0.00833 « -6 . 0.23tanh33*丿二 0.8试差，得=0.68d p k p _ d p 5— ~~6 Vo~2討“68k po A.ln (K 2/KJK2 «B.ln(KJ K 2)心一心 C.In (K 2/KJ10、 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间A.加料时间B.反应时间 t 0不包括下列哪一项C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间CH 4 +HQ 进料时无惰性气体，CO 与H 2以1 : 2摩尔比进料，则对于反应级数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3一级不可逆液相反应A——2R, CA^2.30kmol/m,出口转化率X A=0.7，每批2、膨胀因子毛。
= 。
A. -2K 1一级连串反应A ------------------- ► PK 2B. -1C. 1 S 在间歇式反应器中，则目的产物D. 2P 的最大浓度C P ,maxA. K 2C A °(0尸C AO,.1/2 ~B . [(©/KJ +1]C A °(0)C.K1K 22 CA0D .[(心/心)1/2+1]23、P （目的） 目的产物P 与副产物S 的选择性Sp_n P — npon p — npon P n P04、 A n A0 — n AB.全混流反应器的容积效率A. v 0nA0n =1.时, B. =0C n s — n S0该反应的反应级数 nD.P 主)D n R - n R05、 对于单一反应组分的平行反应 降，则最适合的反应器为 _ A. 平推流反应器 C.多釜串联全混流反应器S副），其瞬间收率：P随C A增大而单调下B.全混流反应器D.全混流串接平推流反应器1、6、7、操作时间t+t o =2.O6h ，装置的生产能力为 50000 kg 产物R/天，M R =60，则反应器的体积 V 为 m 3。
