化学反应工程试卷及答案
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一、单项选择题: (每题 分,共 分).反应器中等温进行着✌→ ☎✆和✌→ ☎✆两个反应,当降低✌的浓度后,发现反应生成 的量显著降低,而 的生成量略降低,表明☎✌ ✆✌.反应☎✆对✌的反应级数大于反应☎✆ .反应☎✆ 对✌的反应级数小于反应☎✆.反应☎✆的活化能小于反应☎✆ .反应☎✆的反应速率常数大于反应☎✆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☎ ✆ ✌. . ..对一平行—连串反应RA QP A −→−−→−−→−)3()2()1(, 为目的产物,若活化能次序为:☜ ☜ ☜ ,为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为( )。
✌.先高后低 先低后高 .高温操作 .低温操作.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 ❒✌与第二釜的反应速率 ❒✌之间的关系为☎ ✌ ✆。
两釜反应温度相同。
✌. ❒✌ ❒✌ . ❒✌ ❒✌. ❒✌ ❒✌ 不能确定何者为大 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☠为( )。
✌. . . .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☎ ✆。
✌.物理吸附 .化学反应 .化学吸附 .质量传递.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为☎ ✆✌.堆☎积✆密度 .颗粒密度 .真密度 .平均密度.在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种☎ ✆。
✌.平推流反应器 轴向流反应器 全混流反应器 多釜串联反应器.某液相反应,其反应式可写成✌→这种反应称为☎ ✆✌.均相催化反应 .自催化反应 .链锁反应 可逆反应.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☎ ✆✌.气、液均为平推流 .气、液均为全混流.气相平推流、液相全混流 .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 ( 222.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → ☎✆ -❒✌= ✌♋S A → ☎✆ -❒✌ ✌♋在 ✌和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中 增大,表明活化能☜与☜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 增大,表明反应级数♋●、♋的相对大小为 ♋●♋ 。
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。
专升本《化学反应工程》一、(共80题,共160分)1. 气相反应:进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( )。
(2分)A。
-2 B.-1 C。
1 D.2。
标准答案:A2. 一级连串反应: 在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。
(2分)A.B。
C.D..标准答案:A3。
串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。
(2分)A。
B.C。
D.。
标准答案:C4。
全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n()。
(2分)A。
<0B.=0C。
D.>0.标准答案:B5. 对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( )。
(2分)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.标准答案:B6。
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( )。
(2分)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。
标准答案:A7。
一级不可逆液相反应:,出口转化率xA=0.7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg 产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为( )。
(2分)A.19.6 B。
20。
2 C.22。
2 D.23。
4。
标准答案:C8. 在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=( )秒。
(2分)A。
400 B。
460 C。
500 D.560.标准答案:B9。
一级连串反应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=( )。
(2分)A。
B。
C。
D。
标准答案:D10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项()。
(2分)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。
标准答案:B11。
全混流反应器的容积效率小于1.0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n ( )。
《化学反应工程》试题二、计算分析题1. 在恒容条件下,反应A+2B==R ,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B =20 kmol /m 3时,计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解:在恒容条件下:x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到:C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 在恒压条件下,反应A+2B==R ,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B = 20 kmol /m 3时,反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解:δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5 n =n 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B )在恒压条件下:V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- x B )/ (1-0.5x B ) x B =8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2 x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)=0.5 x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R ,A+R==S ,原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ,C B0=4.0 mol /L ,C R0=C S0=0,在间歇反应器中恒容操作一定时间后,得到C A =0.3mol /L ,C R =1.5 mol /L ,计算此时组分B 和S 的浓度。
解:在恒容条件下:ΔC A1= C B0-C B ;ΔC A2= C S ;C R = (C B0-C B )-C S ;C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到:C S =( C A0-C A - C R )/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1 mol /L C B = C B0- C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4 mol /L 4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应,分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比。
《化学反应工程》试题一、填空题1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反.2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。
3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。
4. 总反应级数不可能大于 3 。
5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。
6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。
7. 反应速率2/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ,速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。
8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=Tk ,其活化能为 83.14kJ/mol 。
9.某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍,则600K 时的反应速率常数k时是400K 时的 105 倍。
10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍,则该反应的活化能为(设浓度不变) 186.3kJ/mol 。
11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。
12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。
13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中(2N r -)= 1/3 (2H r -)= 1/2 3NH r14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ,转化率为 1-(1-x A )n 。
15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为A Ax n x )1(11-+-,转化率为AA x n nx )1(1-+。
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。
专科《化学反应工程》一、 (共75题,共150分)1. 全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点. (2分)A.1 B。
2 C.3 D.4.标准答案:B2。
一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=()。
(2分)A.B。
C。
D..标准答案:B3。
轴向分散模型的物料衡算方程在( )式边界条件下有解析解。
(2分)A.闭—闭 B。
开—闭 C。
闭—开 D。
开—开。
标准答案:D4. 反应级数n=()时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
(2分)A.0B.0.5 C。
1 D。
2。
标准答案:C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为( )。
(2分)A。
B.=1C.→3D。
标准答案:A6。
等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( )。
(2分)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.标准答案:D7。
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( )反应. (2分)A.慢速 B。
可逆 C。
自催化 D.不可逆。
标准答案:B8. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( )之比。
(2分)A.扩散速率B.外扩散速率C。
内扩散速率 D.实际反应速率。
标准答案:C9。
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( ). (2分)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。
标准答案:A10。
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=( )。
(2分)A。
厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3 。
标准答案:D11. 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( )。
化学反应工程试卷及答案第 2 页 共 7 页.化学反应工程试卷及答案一、填空题(共25分,每空1分)1.化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系,即 ,而且着重研究传递过程对 的影响,研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。
3.对于反应D C B A 432+=+,反应物A 的消耗速率表达式为 ;反应产物C 的生成速率表达式为: 。
4.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。
5.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中S p C C /增大,表明活化能1E 与2E 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S p C C /增大,表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。
6.单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达,其表数学表达式为 。
7.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。
8.对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。
9.复合反应包括三个基本反应类型,即并列反应、平行反应和_____________。
10.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
而停留时间不同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
11.对于反应级数0<n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应 器为宜;对于反应级数0>n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应器为宜。
12.固定床催化反应器主要缺点是 , 。
13.有效因子物理意义 =η 。
14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板,搁板上放置 ,层与层之间设置气体的 装置。
二、选择题(共20分,每小题2分)1.对于可逆放热反应,为提高反应速率应( )。
专科《化学反应工程》一、(共75题,共150分)1. 全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点。
(2分)A.1B.2C.3D.4.标准答案:B2. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。
(2分)A.B.C.D..标准答案:B3. 轴向分散模型的物料衡算方程在( )式边界条件下有解析解。
(2分)A.闭-闭B.开-闭C.闭-开D.开-开.标准答案:D4. 反应级数n=( )时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
(2分)A.0B.0.5C.1D.2.标准答案:C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为( )。
(2分)A.B.=1C.→3D..标准答案:A6. 等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( )。
(2分)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.标准答案:D7. 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( )反应。
(2分)A.慢速B.可逆C.自催化D.不可逆.标准答案:B8. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( )之比。
(2分)A.扩散速率B.外扩散速率C.内扩散速率D.实际反应速率.标准答案:C9. 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( )。
(2分)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.标准答案:A10. 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=( )。
(2分)A.厚度/2B.RC.R/2D.R/3.标准答案:D11. 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( )。
.化学反应工程试卷及答案一、填空题(共25分,每空1分)1.化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系,即 ,而且着重研究传递过程对 的影响,研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。
3.对于反应D C B A 432+=+,反应物A 的消耗速率表达式为 ;反应产物C 的生成速率表达式为: 。
4.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。
5.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中S p C C /增大,表明活化能1E 与2E 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S p C C /增大,表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。
6.单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达,其表数学表达式为 。
7.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。
8.对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。
9.复合反应包括三个基本反应类型,即并列反应、平行反应和_____________。
10.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
而停留时间不同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
11.对于反应级数0<n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应 器为宜;对于反应级数0>n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应器为宜。
12.固定床催化反应器主要缺点是 , 。
13.有效因子物理意义 =η 。
14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板,搁板上放置 ,层与层之间设置气体的 装置。
二、选择题(共20分,每小题2分)1.对于可逆放热反应,为提高反应速率应( )。
A .提高压力B .降低压力C .提高温度D .降低温度 2.对于反应sS rR bB aA +→+,则)___(A r r r -=( )。
A. a rB. b rC.raD. r a3. 非等分子反应22222O H N H NO +=+的膨胀因子NO δ等于( )A. 1/2B. –1C. –1/2D. 2 4. 平推流反应器停留时间分布的无因次方差2θσ为( )A. 0.5B. 2C. 0D. 15. 多釜串联的反应器,由于釜间无返混,使返混程度减少,当∞→N时,多釜串联全混反应器组的操作就相当于 ( )。
A.多釜串联反应器 B. 平推流反应器C. 全混流反应器D. 无法确定6. 等温一级不可逆液相反应,采用下列三种方案进行:(1)一个间歇反应釜,容积V1(仅考虑反应时间所需),(2)一个平推流反应器,容积V2,(3)二个等体积全混流反应器串联,总容积为V3。
上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率均相同,则容积比较为( )A.V1<V2<V3B.V1=V2<V3C.V2<V1<V3D.V2<V1=V37. 随着流体流量的增加,颗粒受到的曳力也随着增加。
若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时,颗粒受力处于平衡状态,故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动,这时整个床层称为 ( )。
A.流化态B.流化床 C.固定床 D.移动床8. 对于气液相反应来说,慢反应是指化学反应将在液相主体内发生的,而快反应过程是指反应仅发生在液膜区( )。
A.液相主体,气相主体 B.气相主体,液相主体C.液相主体,液膜区 D.液膜区,液相主体9. 焦姆金吸附模型认为一般吸附活化能随覆盖率的增加而,脱附活化能随覆盖率的增加而 ( )。
A.增大、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.减小、减小10.下列关于停留时间分布函数F(t)表述含义正确的是 ( )。
A.表示流过系统的物料中停留时间小于t的流体粒子所占的分率B. 表示流过系统的物料中停留时间大于t的流体粒子所占的分率C.表示流过系统的物料中停留时间在t和dtt+之间的流体粒子所占的分率D.表示流过系统的物料中停留时间为t的流体粒子所占的分率三、名词解释(共12分,每小题3分)1.理想置换反应器:2.体积当量直径:3.气液相反应过程:4. 浓相段:四、简答题(共12分,每小题6分)1.简述反应速率方程的推导过程(步骤)。
2. 简述流化床反应器的特点。
五、计算题(共31分,第1小题11分,第2小题10分,第3小题10分。
)1.在K 555及MPa 3.0下,在平推流管式反应器中进行气相反应P A →,已知进料中含A %30(摩尔分数),其余为惰性物料,加料流量为13.6-⋅s mol ,动力学方程式为1327.0--⋅⋅=-s m mol c r A A 为了达到95%转化率,试求:(1)所需空速为多少? (2)反应器容积大小?2.有一分解反应P A →目的产物 A p c k r 1=S A →目的产物 22AS c k r = 其中111-=h k ,11325.1--⋅⋅=h kmol m k ,305-⋅=m kmol c A ,000==S P c c ,体积流率为135-⋅h m ,求转化率为90%时:全混流反应器出口目的产物P的浓度及所需全混流反应器的体积。
3.在一总长为4m 的填充床中,气体以122500--⋅⋅h m kg 的质量流率通过床层。
床层体安装直径为3mm 的球形催化剂颗粒,空隙率为0.45,气体密度为39.2-⋅m kg ,其粘度为115108.1---⋅⋅⨯s m kg 。
求床层的压降。
答案一、填空题(共25分,每空1分)1.化学反应动力学、宏观化学反应速率。
2.槽式反应器(釜式反应器)和塔式反应器(先后可以互换) 3.dt dn V r A A 1-=-、dtdn V r CC 1=。
4.物料衡算方程式、热量衡算方程式(先后可以互换) 5.21E E <、21n n >。
6.)(g S S g T T S a dtdQ-=ϕ7. g r Q Q =、dTdQ dT dQ gr >8.比表面积、孔体积 9.连串反应或串联反应 10.简单混合、返混 11.全混流、平推流12.固定床中传热较差,更换催化剂时必须停止生产(或者说更换催化剂麻烦)(前后都行) 13.反应速率催化剂内无浓度差时的催化剂内实际反应速率=η14. 催化剂、冷却(或加热)二、选择题(共20分,每小题2分)三、名词解释(共12分,每小题3分)1.理想置换反应器(平推流反应器)是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动,向活塞一样在反应器中向前平推,故又称为活塞流或平推流反应器。
2.体积当量直径:与颗粒具有相同体积的球体的直径称为该颗粒的体积当量直径3.气液相反应过程:是指气相中的组分必须进入到液相中才能进行反应的过程。
4. 浓相段:当流体通过固体床层的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出速度时,颗粒在气流作用下悬浮于床层中,所形成的流固混合物称为浓相段。
(基本点答对就给全分,根据答题情况酌情给分)四、问答题(共12分,每题6分)3.简述反应速率方程的推导过程答:①假定反应机理,即确定反应所经历的步骤;②确定速率控制步骤,该步骤的速率即为反应过程的速率,根据速率控制步骤的类型,写出该步骤的速率方程;③非速率控制步骤均达到平衡。
若为吸附或解析步骤,列出兰格缪尔吸附等温式,若为化学反应,则写出化学平衡式;④利用所列平衡式与1=+∑V I θθ,将速率方程中各种表面浓度变换为气相组分分压的函数,即得所求的反应速率方程。
(每点1.5分,全对6分)。
(基本点答对就给全分,根据答题情况酌情给分)2. 简述流化床反应器的特点。
(1)颗粒剧烈搅动和混合,整个床层处于等温状态,可在最佳温度点操作; (2)传热强度高,适于强吸热或放热反应过程; (3)颗粒比较细小,有效系数高,可减少催化剂用量;(4)压降恒定,不易受异物堵塞; (5)返混较严重,不适于高转化率过程; (6)为避免沟流、偏流等,对设备精度要求较高。
(每点1分,全对6分)。
(基本点答对就给全分,根据答题情况酌情给分)五、计算题(共31分,第1题11分,第2题10分,第3题10分。
)1.在K 555及MPa 3.0下,在平推流管式反应器中进行气相反应P A →,已知进料中含A %30(摩尔分数),其余为惰性物料,加料流量为13.6-⋅s mol ,动力学方程式为1327.0--⋅⋅=-s m mol c r A A 为了达到95%转化率,试求:(3)所需空速为多少? (4)反应器容积大小? 解33301075.1555314.8103.03.0--⋅⨯=⨯⨯⨯==m mol RT P c A A()1R 000VNO 30R 111V 95.00A A 95.00A AA01330s 131.0075.11013.015.5553.015.2730969.0m 075.110.110969.0s09.010.11s10.1195.011ln 27.01127.0d d s m 0969.030015.555314.8103.6------=⨯⨯===⨯======-=-=-=⋅=⨯⨯⨯=⎰⎰V p p T T V S V V S x x r x c V 标准空速为:τττ4.有一分解反应P A →目的产物 A p c k r 1=S A →目的产物 22AS c k r = 其中111-=h k ,11325.1--⋅⋅=h kmol m k ,305-⋅=m kmol c A ,000==S P c c ,体积流率为135-⋅h m ,求转化率为90%时:全混流反应器出口目的产物P的浓度及所需全混流反应的体积。
解:全混流反应器平均选择性等于瞬间选择性 ……1分分22211 Ac k c k c k r r p aS S A A A PP P +=-==-分)()()(1]9.015[5.19.01519.01512-⨯+-⨯-⨯=分11.57 =分257.2)5.05(571.0)(30 --⋅=-=-=m kmol c c S c A A p P 分3)(7.255.05.15.01)5.05(5)-(V V 3200R m r c c A A A =⨯+⨯-⨯=-= 3.在一总长为4m 的填充床中,气体以122500--⋅⋅h m kg 的质量流率通过床层。
床层体安装直径为3mm 的球形催化剂颗粒,空隙率为0.45,气体密度为39.2-⋅m kg ,其粘度为115108.1---⋅⋅⨯s m kg 。
求床层的压降。
解()()21045.01108.1360025001031Re 53B g gm S m =-⨯⨯⨯=-=--εμρu d ……3分Ergun 方程()()分分4Pa 3296445.045.011039.29.23600250075.12101503175.1Re 1503323BB S g 2m m =⨯-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆-p L d u p εερ(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。