化学反应工程期末考试真题
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r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 /m o l。
lnk 2E ( 1 1) ln 2 k 1 R T 1 E ( 1 T 2 1) ln 28.314 298 308 解 : E 52894J / mol ,2.一气固催化反应 A + B → R ,若本征反应速率方程为:则该反应可能的反应机理为A σ AσB 22σ2BσA σB σk SR σ σ为 为Rσ R σ3. 间歇釜反应器中进行如下反应:A P A S(1)-r A1=k 1C A a1(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 a l 、a 2 的相对大小为 a l >a 2 。
A .a l >a 2B .a l <a 2C .活化能 E l <E 2D .活化能E l >E 2 20.984. 从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差20.02,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差 ,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。
r k C 2 C 0.5 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P 比较1a 、A b 两B 处的η rk C 0.5C 2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Q 。
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。
化学反应工程第五版期末考试一、选择题(每题2分,共40分,)1、以下各组中,压力容器与代号对应错误的一组是(D) [单选题] *A、反应设备——R(正确答案)B、换热器——EC、分离设备——SE C、分离设备——SE C、分离设备——S D、储存容器——B2、润滑工作是属于以下哪种设备维护() [单选题] *A、一级维护B、二级维护C、三级维护D、日常维护(正确答案)3、能够起到防止易燃易爆、有毒有害介质窜到检修系统的方法是() [单选题] *A、加堵盲板(正确答案)B、吹扫C、降温D、置换4、管箱的作用是()。
[单选题] *A.容纳壳程流体B.容纳管程流体(正确答案)C.收集并分配壳程流体D.便于法兰联接5、下列各项中,不属于填料塔的部件的是() [单选题] *A、溢流堰(正确答案)B、喷淋装置C、液体再分布器D、填料支撑装置6、以下化工用管中,属于非金属管的是() [单选题] *A、硅铁管B、玻璃钢管(正确答案)C、紫铜管D、铸铁管7、下列塔设备操作弹性最小的是()。
[单选题] *A.筛板塔(正确答案)B.浮阀塔C.泡罩塔D.舌形塔8、属于静设备的是()。
[单选题] *A.压缩机B.离心机C.精馏塔(正确答案)D.泵9、管件中用于连接两端直径不同的管子,起到节流升压作用的是() [单选题] *A、异径管(正确答案)B、三通C、四通D、弯头10、在常用阀门中,用来防止超压保护设备的阀门是() [单选题] *A、节流阀B、截止阀C、安全阀(正确答案)D、旋塞阀11、间歇操作的特点是() [单选题] *A、不断地向设备内投入物料B、不断地从设备内取出物料C、生产条件不随时间变化D、生产条件随时间变化(正确答案)12、搅拌反应器中的夹套是对罐体内的介质进行()的装置。
[单选题] *A、加热B、冷却C、加热或冷却(正确答案)D、保温13、经常采用压料方式放料的反应器是()。
[单选题] *A、高压釜(正确答案)B、不锈钢釜C、铅釜D、搪瓷釜14、流化床的实际操作速度显然应()临界流化速度 [单选题] *A、大于(正确答案)B、小于C、相同D、无关15、流化床反应器内的固体颗粒的运动形式可以近似看作() [单选题] *A、活塞流B、平推流C、理想混合(正确答案)D、理想置换16、流化床反应器主要由四个部分构成,即气体分布装置,换热装置,气体分离装置和() [单选题] *A、搅拌器B、内部构件(正确答案)C、导流筒D、密封装置17、能适用于不同工况范围最广的搅拌器形式为() [单选题] *A、桨式B、框式C、锚式D、涡轮式(正确答案)18、在典型反应器中,均相反应器是按照()的。
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。
化学反应工程期末考卷一、选择题(每题2分,共20分)A. 反应器的设计与优化B. 反应动力学研究C. 物料衡算与能量衡算D. 电路设计A. 物料衡算方程B. 能量衡算方程C. 动量衡算方程D. 质量守恒方程A. 全混流反应器B. 平推流反应器C. 罐式反应器D. 填料塔反应器A. 反应级数B. 反应速率常数C. 反应活化能D. 反应平衡常数A. 反应器体积B. 反应时间C. 反应温度D. 原料浓度A. 增加搅拌速度B. 减小反应器直径C. 增加原料流量D. 降低反应热7. 反应器内流体流动状态分为哪两种?A. 层流和湍流B. 稳定流和不稳定流C. 不可压缩流和可压缩流D. 单相流和多相流A. 反应器材质B. 反应器结构C. 反应动力学D. 物料性质9. 化学反应工程中的返混现象是指?A. 反应器内流体流动方向不一致B. 反应器内流体流动速度不一致C. 反应器内物料浓度不一致D. 反应器内温度分布不一致A. 塔式反应器B. 罐式反应器C. 搅拌釜式反应器D. 微通道反应器二、填空题(每题2分,共20分)1. 化学反应工程研究的核心问题是反应器内的____、____和____。
2. 反应动力学研究主要包括____、____和____。
3. 反应器的设计与优化主要包括____、____和____。
4. 化学反应工程中的三传理论是指____、____和____。
5. 反应器的放大主要包括____、____和____。
6. 反应器内流体流动状态分为____和____。
7. 反应器内流体流动形式分为____、____和____。
8. 反应器内温度分布不均匀会导致____、____和____。
9. 反应器内压力分布不均匀会导致____、____和____。
10. 化学反应工程中的返混现象会影响____、____和____。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述化学反应工程的研究内容。
2. 简述反应器内流体流动状态对化学反应的影响。
《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中,反应时间的优化通常取决于哪些因素? A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案:D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容? A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案:C 3、关于反应速率,以下哪种说法是正确的? A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案:C4、在化学反应工程中,我们如何定义催化剂的活性? A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性,无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下,对特定反应的催化效率答案:D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用,以下哪种说法是错误的? A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案:B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。
答案:化学动力学;传递过程;热力学2、化学反应工程的研究对象是________,研究内容是________。
答案:化学反应过程;反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应,降低反应温度可能会________,增加反应时间可能会________。
答案:增加反应速率;提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。
答案:催化剂的表面积;催化剂的晶格结构;催化剂的酸碱性;反应物的性质5、在一个化学反应过程中,当反应物的浓度为定值时,增加________可能会增加反应速率。
《化学反应工程》期末复习题一、单选题(30分,每小题3分)1. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项_______。
《化学反应工程简明教程》P23~ P24(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2. 对于反应aA+bB pP+sS →,则P r =_______A r -。
《化学反应工程简明教程》P11(A )||a p (B )a p(C )p a (D )p a ||3.反应A B C →+ ,12.50 k s -= ,则反应级数为_______。
《化学反应工程简明教程》P13A . 0 (B )1 (C )2 (D )34. 反应2NaOH+HCl NaCl+H O →,已知0.1 /()k l mol s =⋅,则反应级数n=_______。
《化学反应工程简明教程》P13(A )0 (B )1 (C )2 (D )35. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。
《化学反应工程简明教程》P21(A )间歇反应器 (B )全混流反应器 (C )平推流反应器 (D )膜反应器6. 在式-r A =kC A n 中,负号意味着_______。
《化学反应工程简明教程》P11(A )反应速率常数为负值 (B )反应速率随浓度的下降而减小(C )公式表示的是A 的消耗速率 (D )dc A /dt 为正值7. 下列单位不属于反应速率的是_______。
《化学反应工程简明教程》P12(A )mol/(g ﹒s) (B )m 3/s (C )mol/(m 2﹒s) (D )mol/(m 3﹒s)8. 反应3A → P ,已知0.15/k mol l s =⋅,则反应级数n=_______。
教材P13(A )0 (B )1 (C )2 (D )39. 下列不属于间歇反应器特点的是_______。
教材P23(A )反应器内某一时刻各处物料反应速率相等(B )反应器内某一时刻各处物料温度相等(C )反应器内某一时刻各处物料浓度相等(D )反应器内各个时刻反应速率相等10. 下列不属于全混流反应器特点的是_______。
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 )。
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 。
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 )。
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3.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 。
反应工程期末考试试题及答案解析# 反应工程期末考试试题及答案解析一、选择题(每题2分,共20分)1. 反应工程中,反应速率常数与温度的关系遵循以下哪个方程?A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程答案:A2. 在恒温恒压条件下,下列哪种反应的速率表达式是线性的?A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应答案:A3. 反应器中,若反应物A的浓度由C0降至Ct,对于一级反应,反应物A的转化率Xt是多少?A. Xt = C0 - CtB. Xt = C0 / CtC. Xt = 1 - Ct / C0D. Xt = ln(C0 / Ct)答案:C4. 以下哪种类型的反应器是理想混合反应器?A. 连续搅拌槽反应器(CSTR)B. 填充床反应器(PBR)C. 管式反应器(PFR)D. 固定床反应器答案:A5. 以下哪个参数不是描述反应器性能的?A. 转化率B. 选择性C. 产量D. 停留时间分布答案:C6. 催化剂的作用是什么?A. 提高反应物浓度B. 改变反应的平衡位置C. 降低反应的活化能D. 增加反应物的摩尔质量答案:C7. 反应动力学参数通常通过哪种方法获得?A. 理论计算B. 实验测定C. 经验公式D. 反应平衡常数答案:B8. 在反应器设计中,为什么需要考虑反应器的体积?A. 为了控制成本B. 为了确保足够的反应时间C. 为了提高反应物的转化率D. 为了增加反应器的使用寿命答案:B9. 以下哪个不是影响反应速率的因素?A. 温度B. 压力C. 催化剂D. 反应物的摩尔质量答案:D10. 在反应工程中,哪个参数与反应速率成正比?A. 反应物浓度B. 反应物的摩尔质量C. 反应器的体积D. 反应器的表面积答案:A二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述连续搅拌槽反应器(CSTR)的工作原理。
答案解析:连续搅拌槽反应器(CSTR)是一种理想混合反应器,其工作原理是反应物连续不断地进入反应器,同时产物也连续不断地从反应器排出。
化学反应工程期末考试试题及答案本文为期末考试试题及答案,旨在帮助考生了解考试难度、考试内容和考试形式。
以下为具体内容:试题1.简述化学反应工程的定义。
2.简述化学反应的一般过程。
3.描述不同反应类型的特性和应用。
4.讨论同时反应和平衡反应的区别。
5.说明化学反应工程中涉及的能量变化和能量平衡。
答案1.化学反应工程是通过研究化学反应的原理和规律,设计和优化化工过程的科学和技术领域。
2.化学反应一般过程包括:•初始状态:反应物在反应前的状态。
•反应中间状态:反应物进入反应物中,转化为化学中间体,即反应中间状态,也称为转化物,通常是不稳定的。
•最终状态:中间体进一步反应形成最终产物。
3.不同反应类型的特性和应用:•合成反应:将两个或多个反应物结合成一个产物。
•分解反应:将一个反应物分解为两个或多个产物。
•酸碱反应:发生在酸和碱或酸和碱的盐之间,产生水和盐。
•氧化还原反应:涉及原子的电荷状态的变化,包括氧化和还原两个过程。
•化学平衡反应:在某些反应中,反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等,称为化学平衡反应。
4.同时反应和平衡反应的区别:•同时反应:反应物通过多个反应途径形成多种产物。
•平衡反应:反应物转化为产物和产物转化为反应物的速率相等,达到化学平衡。
5.化学反应工程中涉及的能量变化和能量平衡:•反应热:指在恒定体积下,单位物质的反应释放或吸收的热量。
•反应焓:指在恒定压力下,单位物质的反应释放或吸收的热量。
•熵变:指反应前后分子间和分子内状态的变化,表示物质自组织变得更加无序化的趋势。
•自由能变:在恒定压力和温度下,反应前后体系的自由能差异。
以上为本次期末考试试题及答案,希望对考生在化学反应工程领域的学习和研究有所帮助。
1.化学反应工程是一门研究______________的科学。
2.化学反应速率式为βαB AC A C C K r =-,如用浓度表示的速率常数为C K ,用压力表示的速率常数P K ,则C K =_______P K 。
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S p 与_______无关,仅是_______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_______反应器为宜。
5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______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_______。
7.流体的混合程度常用_______、_______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_______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_______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_______时,分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。
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_______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opt T和平衡温度eq T ,二者的关系为______________。
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mf U通过,而其余部分_______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_______相为平推流,而对_______相则有种种不同的流型。
14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。
II.1.一级连串反应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 τ_______。
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 2P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=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h t 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. B. C. D.8、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。
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 τ_____D__。
A.1212)/ln(K K K K - B.1221)/ln(K K K K - C.2112)/ln(K K K K D.211K K10、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小于时,且随着A χ的增大而减小,此时该反应的反应级数n _ D_ 。
A. <0B. =0C. ≥0D. >0 13、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. <1 14、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d m i d C k dt d ψψ=-,当平行失活对反应物有强内扩散阻力时,d 为__C__。
A. ≈0B. =1C. →3D. ≈1 17、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U 是根据具体情况定的,一般取流化数mfU U 0在__B__范围内。
A. ~B. ~10C. 10~15D. ~21、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 C A .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 →P r p =k l C A C B , 2A →R r R =k 2C A 2P 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 D A . 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 A S K 1P若保持相同的转化率x A ,调节反应温度使k 2/k 1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 (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 三、分析解答题1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
(①分)反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
(①分)停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
(①分)由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等。
(②分) 2、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,(①分)在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为A C 的流体,(①分)同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化。
(①分)对应的曲线为F (t ),)(A AC C t F =。
(②分)3、简述均相反应及其动力学的研究内容答:参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
4、对于可逆放热反应如何选择操作温度答:1)对于放热反应,要使反应速率尽可能保持最大,必须随转化率的提高,按最优温度曲线相应降低温度; 2)这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高,净反应速率出现一极大值;3)而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
5、简述气-液反应的宏观过程:A (g ) + bB (l )→ 产物(l )1)反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面,在界面上假定达到气液相平衡; 2)反应物气相组分A 从气液相界面扩散入液相,并在液相内反应; 3)液相内的反应产物向浓度下降方向扩散,气相产物则向界面扩散; 4)气相产物向气相主体扩散。
6、简述固定床反应器的优缺点1)催化剂在床层内不易磨损; 2)床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力; 3)固定床中的传热较差; 4)催化剂的更换必须停产进行。
7、对于反应A,21A R C k r =,其活化能为1E ;A S C k r 2=,其活化能为2E ,当1E >2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率答:对于平行反应ARTE E A RTE RTE S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E >2E 时应尽可能提高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率 10、简述理想反应器的种类通常所指的理想反应器有两类:理想混合(完全混合)反应器和平推流(活塞流或挤出流)反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间。
11、简述气固流化床反应器鼓泡床模型的特点答:假定床顶出气组成完全可用气泡中的组成代表,而不必计及乳相中的情况,对气泡的组成进行计算便可以达到反应的转化率 12、简述理想反应器的种类。
答:通常所指的理想反应器有两类:理想混合(完全混合)反应器和平推流(活塞流或挤出流)反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间 四、计算题1、醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水,而副反应生成甲烷和二氧化碳:已知在916℃时121174.3,65.4--==s k s k ,试计算:1) 99%的醋酸反应掉的时间;2)在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。
解:设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x 和y ,初始为A C ,则相加得 ))(()(021y x C k k dt y x d A --+=+ 将其积分dtk k y x C y x d A )()()(210+=+-+1) 当转化率为99%时2) 瞬时选择性为dy dxS P =积分得74.365.421==k k y x2、反应A → B 为n 级不可逆反应。