南京工业大学-化学反应工程-2005-2006试题B答案
- 格式:doc
- 大小:73.00 KB
- 文档页数:4
南京工业大学 化学反应工程 试题B (开)卷2005—2006学年第一学期 使用班级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 .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( ) A . 1.0 B. 0.25 C .0.50 D .03.对一平行—连串反应R A Q P 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( )。
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( )。
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 auL D ,该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N 为( )。
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( )。
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( )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( )。
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( )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( )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 。
第一章习题1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?答:化学反应式中计量系数恒为正值,化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同,符号相反,对于产物二者相同。
2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应。
基元反应符合质量作用定律。
基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。
基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。
一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。
非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度。
非基元反应的反应级数是经验数值,决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。
3若将反应速率写成tc rd d AA -=-,有什么条件? 答:化学反应的进行不引起物系体积的变化,即恒容。
4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?答:在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系,而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。
5 现有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间关系。
(1)A+2B ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D →E(3)2A+2B ↔C A+C ↔D 解(1)D4C A 3D D 4C A 3C 22BA 1C C22B A 1B D 4C A 3C 22B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=(2)E6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22BA 1C D4C B 3C 22B A 1B C22B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-=(3)D4C A 3D D 4C A 3C 22B2A 1C C22B 2A 1B D 4C A 3C 22B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×104m 6kmol -2s -1。
名姓号学级班11混酸混酸NHOKOHCH 3CH 2OHCH 3CH 2Br12N13.24+NaOH+Br 2N H 2O14NaNO , HClNH 20-5℃OH15.三:排序(6 )1.将下列化合物对亲电取代反应的容易程度排列成序BrNO2.比较下列羧酸的酸性COOHCH 3COOHNO 2COOHNO 2COOH3.比较下列化合物的碱性甲胺 二甲胺 氨 苯胺四、区别下列各组化合物:(4)1 甲酸 乙酸 乙醇CH 3OCH 3OOCH 3OCH 3OO CH 3C H 32.五 用化学方法分离下列各组化合物(6)1.邻甲苯酚 水杨酸 N-甲基苯胺 对甲基苯胺 甲苯2CH 3NO 2CH 3CN六 用指定的原料合成下列各化合物(小分子及无机试剂任选) (25)C H 2COOH1.BrC H 32.3.从苯出发合成多巴胺O HO HN H 24从丙二酸脂出发合成OCOOCH 3CH 3CH 3OOOC H 3CH 3CH 3COOH5.七、简要回答问题(19分)1 写出下述反应的机理H 5C 6H 2CCH 2C 6H 5O+C H 2C H 3ONaO CH CH 3OHOH 5C 6C 6H 5C H 3H 3H 3H3H 32.(1) 哪个化合物是手性分子? (2) 写出手性分子的稳定构象式。
3.化合物A (C 9H 10O )不能起碘仿反应,其红外光谱表明在1690cm -1处有一强吸收峰,其核磁共振数据如下:δ1.2(3H,t),δ3.0(2H,q),δ7.2(5H,m)。
写出A的结构并标注对应的化学位移。
南京工业大学有机化学B 试题(A)卷试题标准答案2008--2009 学年第二学期使用班级化学0701-2一:命名1.甲基丁二酸酐2.N,N-二甲基环戊甲酰胺3.3-吡啶磺酸4.溴化二甲基苄基十二烷基铵5.α-环己酮甲酸甲酯6.4-甲基-4’-乙氧基偶氮苯7.3-甲基-丁腈8.(2S,3S)-2-乙基-2,3-二羟基丁二酸9.3-呋喃甲酸10.-甲基葡萄糖二:完成反应C O O HC O O HN H OO1.2CH2NH2ONC H3C H3O H3CH3OC H34.ClON HO H5CH 3CH 3OC H 3OO C H 36NO 27.NH28.H 339.CH 3CNO HCH 3COOH O H10.N H 2NO 211.O 2NO 2NNO 2+NO 2NO 212.OONC H 3OONKNSO 3H13.N H 214.N 2ClNNOH15.三:排序BrNO>>>1.C O O HNO 2COOHNO 2COOHCOOHCH 3>>>2苯胺>>3.二甲胺甲胺>氨四:区别化合物1. 银镜反应,碳酸钠溶液 2. FeCl 3溶液 3. 五:分离1. 兴斯堡反应,蒸馏。
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。
单选题1.对于反应级数n>0的不可逆气相等温反应,为降低反应器体积,应选用______ 。
(A)(A)平推流反应器(B)全混流反应器(C)平推流串接全混流反应器(D)全混流串接平推流反应器2.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____________ 。
(P22)(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3.下列单位不属于反应速率的是_______ o(P13)(A)mol/(g • s)(B) m3/s (C) mol/(m2• s)(D) mol/(m3• s)4.反应A T B+C, Z: = 2.50 5_1,则反应级数为 ____________ o (P13)A・ 0 (B) 1 (C) 2 (D) 35.反应NaOH + HCl — NaCl + H2O ,已知k=QAbs!mol ,则反应级数n= ______ o (P13)(A)0 (B) 1 (C) 2 (D) 36.气相基元反应24 T〃,进料时反应物A和稀释剂C以等摩尔比加入,则膨胀率为 ______ o (P58)(A)(B) -0.25 (C) 0.25 (D) 0.57.下面反应器屮不属于理想反应器的是_______ o (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&下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积 _________ o (B)(A)平推流反应器串联(B)全混流反应器串联(C)平推流反应器并联(D)全混流反应器并联9.在间歇反应器中进行等温一级反应A -> B, -r4=0.01C4mol/L-s,当C AO=1mol/Lri寸,求反应至C A o=O.Ol mol/L所需时间= ____ 秒。
(P43)(A)400 (B) 460 (C) 500 (D) 560(A) * Vdt r二du (B)而dC R(D)心匚10.在间歇反应器中进行等温二级反应A T B, -r A=0.01C42mol/L-s,当C AO=1mol/L时,求反应至C A o=O.Ol mol/L所需时间1= ___ 秒。
注:红色底色为需注意的题目;黄色为无答案的题目1.对于热效应不大,反应温度的允许变化范围又比较宽的情况,用单级反应器最方便。
2.气固催化平行反应,若主、副反应均为一级不可逆反应,且粒子等温,则内扩散不影响其选择性,在粒子内任意位置,反应速率之比均为速率常数之比。
选择题1.在V=100L/min流量下对三只反应器分别进行示踪实验,测得如下数据:反应器 A B C体积(L)1000 2000 3000σt2 (min)50 100 250则三只釜的反混大小顺序(B)A. A>B>CB. A>C>BC. C>B>AD. C>A>B2. 乙苯在催化剂上脱氢反应生成苯乙烯,经过一段时间反应后,苯乙烯生成量不再增加,但乙苯仍大量存在,表明这是一个(B)反应。
A.慢速B.可逆C.自催化D.不可逆3.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)4.在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应A →R ,当转化率达90%时,所需反应时间为2h 若反应改在管式反应器中进行,空时为2h ,其它条件同间歇反应器,则转化率为( B )A . 60% B. 90% C .45% D .75%☆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 < -rA2 D.不能确定何者为大5.四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 .06.对一平行—连串反应RA 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 )。
(完整)《化学反应工程》试题及答案(word版可编辑修改)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)《化学反应工程》试题及答案(word版可编辑修改))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)《化学反应工程》试题及答案(word版可编辑修改)的全部内容。
《化学反应工程》试题库一、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2.1010000ln +-=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。
化学反应工程试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化学反应工程主要研究的是()。
A. 反应器的设计B. 反应过程的优化C. 反应动力学D. 反应器的放大答案:B2. 反应速率常数k与温度的关系遵循()。
A. 阿伦尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 吉布斯自由能方程D. 亨利定律答案:A3. 在一个恒温恒压的容器中,如果反应物A的浓度增加一倍,反应速率将()。
A. 增加一倍B. 增加两倍C. 不变D. 增加四倍答案:A4. 以下哪种类型的反应器是理想流动反应器()。
A. 完全混合反应器B. 平推流反应器C. 活塞流反应器D. 循环流反应器答案:C5. 反应器的停留时间分布(RTD)是用来描述()。
A. 反应物的转化率B. 反应器内的温度分布C. 反应器内的压力分布D. 反应物在反应器内的停留时间答案:D6. 在一个反应器中,如果反应物A的转化率增加,那么()。
A. 反应速率一定增加B. 反应速率一定减少C. 反应速率可能增加也可能减少D. 反应速率不变答案:C7. 以下哪种催化剂是固体催化剂()。
A. 酸催化剂B. 金属催化剂C. 酶催化剂D. 所有选项都是答案:D8. 反应器的体积效率是指()。
A. 反应器体积与反应物体积的比值B. 反应器体积与催化剂体积的比值C. 反应器体积与产物体积的比值D. 反应器体积与反应物转化率的比值答案:B9. 在一个反应器中,如果反应物A的浓度增加,那么()。
A. 反应速率一定增加B. 反应速率一定减少C. 反应速率可能增加也可能减少D. 反应速率不变答案:A10. 以下哪种类型的反应器是理想混合反应器()。
A. 完全混合反应器B. 平推流反应器C. 活塞流反应器D. 循环流反应器答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 阿伦尼乌斯方程中,温度每增加10°C,反应速率常数k增加的倍数为______。
答案:e^(Ea/(R*10))2. 在一个反应器中,如果反应物A的浓度为[A],反应速率常数为k,那么反应速率v可以表示为______。
南京⼯业⼤学《反应⼯程》试题南京⼯业⼤学《反应⼯程》试题(A)卷⼀、判断题:(正确的打“√”,错误的打“X”)1.在全混流釜式反应器中进⾏液相反应,由于返混程度最⼤,故反应速率⼀定最⼩。
( ) 2.因为单⼀反应就是基元反应,因此反应级数与化学计量系数是相同的。
( ) 3.在间歇反应器(BR)中和活塞流反应器(PFR)中等温进⾏同⼀反应,若C A0、x Af 相同时,则t BR=t PFR( )4.⼀⾃催化反应A?→k P,若其反应速率与反应物A和产物P的反应级数均⼤于零,则在达到相同的转化率时,所需的V PFR总是⼩于V CSTR。
( ) 5.⽆论是⼀级反应还是⼆级反应,流体的混合态对反应结果⽆影响。
( )6.对⽓固催化反应,由于外扩散阻⼒的存在,使得C AS7.设计固定床反应器时需考虑内扩散对反应的影响,⽽设计流化床反应器时,则不必考虑内扩散的影响。
( )8.多段绝热式固定床反应器的最优化结果是各段催化剂⽤量相等。
( )⼆、选择题:1.由⽰踪法测得⼀反应器的停留时间分布密度函数E(t)=10/t1e-min-1,可判别该反应器10的流型为( )A.平推流B.全混流巳轴向·分散趴多级混合2.在⽓固催化反应动⼒学研究中,为了消除内扩散阻⼒,⼀般采⽤( )⽅法。
A.增⼤器内流速 B. 改变反应器流型 C . 改变反应器结构D.减⼩催化剂粒径3. 下图中阴影⾯积表⽰为( )A.F(t)B.E(t)C.tσD.2θ4.对于⽓固催化反应,催化剂粒径(A增⼤B减⼩)反应温度(A升⾼,B降低)可使催化剂的η增⼤。
5.对于热效应不⼤,反应温度的允许变化范围⼜⽐较宽的情况,⽤反应器最为⽅便,A单段绝热床 B 多段绝热床 C. 换热式固定床 D. ⾃热式固定床三、填空题1. 某液相复合反应,A+2B?→1k P,若:r P=k1C A0.5C B1.52A+B?→2k Q,r Q= k1C A1.5C B0.5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。
第一章绪论1.化学反应工程是一门研究 __________________■勺科学。
(化学反应的工程问题)2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以_______ 作为研究对象,又以_______ 为研究对象的学科体系。
(化学反应、工程问题)3. ______ 是化学反应工程的基础。
(三传一反)4. 化学反应过程按操作方法分为________ 、 _______ 、______ 作。
(分批式操作、连续式操作、半分批式)5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指__________、_______ 、_______ 。
(传质、传热、动量传递)6. 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_______ 0(数学模型)7. 在建立数学模型时,根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为__________ o (累积量=输入量-输出量)8. ________________________________________________________ “三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指______________________________ o (D)A.化学反应B. 反应工程C. 反应热力学D. 反应动力学9. ________________________________________________________ “三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是______________________________ o (A)A.能量传递B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递第二章均相反应动力学1.均相反应是指_0 (参与反应的物质均处于同一相)p2. aA + bB ------ — pP + sS对于反应,则 r P_________ (以)0(忖)n K0 n KK3. 着眼反应组分K的转化率的定义式为_______ o (n K。
南京工业大学 工程化学(A ) 试题(A )卷(闭)2005--2006 学年第1学期 使用班级 应物0501、控制0501~04 班级 学号 姓名一、选择题:(每题2分,共计30分)1. 恒压下,某反应A(s)+B(g)=2Y(g)为放热反应,则该反应 ( ) A. ΔU>0,W>0 B. ΔU<0,W<0C. ΔU>0,W<0D. ΔU<0,W>02. 设醋酸溶液的浓度为c 加水稀释一倍,则溶液中c (H +)为 ( )A.c 21B.21c K a ⋅θC.c K a 21⋅θ D.2c3. 糖水的凝固点为 ( )A.高于0℃B. 0℃C. 低于0℃D. 无法判断4. 某混合气体的压力、体积、物质的量、温度分别为p 、V 、n 、T ,其中某组分气体的分压、分体积、物质的量、温度分别为p i 、V i 、n i 、T 。
若混合气体及其组分气体均可视为理想气体,则下列关系式正确的是: ( )A 、p i V i = n i R TB 、pV i = n R TC 、p i V= n i R TD 、 p i V i = n R T5. 下列各组量子数中,合理的一组是 ( )A .n=3,l=1,m=+1,m s =+1/2B .n=4,l=5,m=-1,m s =+1/2 C. n=3,l=3,m=+1,m s =-1/2 D. n=4,l=2,m=+3,m s =-1/26. 与环境没有物质的交换,而只有能量传递的系统,叫做 ( )A.敞开系统B.封闭系统C.孤立系统D.无法判断7.下列单质的Δf H mθ不等于零的是()A.Cu(s) B.C(石墨)C.Br2(g)D.Ne(g)8.7号元素N原子中的未成对的电子数为()A.1 B.3 C.5 D.69.配制pH=9的缓冲溶液,应选用下列何种弱酸(或弱碱)和它们的共轭碱(共轭酸)来配制()A)NH2OH(Kb=9.1×10-9) B) NH3·H2O (Kb=1.8×10-5)C) HAc(Ka =1.8×10-5) D) HCOOH(Ka=1.8×10-4)10.对金属腐蚀速率与金属表面的水膜厚度关系的叙述正确的是:()A.水膜越厚,腐蚀速率越快 B.水膜越薄,腐蚀速率越快C.水膜厚度在一定范围内,腐蚀速率较快D.腐蚀速率与水膜厚度无关11.某反应在973K,1073 K,1173 K,1273 K时的平衡常数分别为0.618,0.905,1.29,1.66,此反应为()A)吸热反应 B)放热反应 C)无热量变化 D)无法判断12. 已知:A+B=M+N,ΔHθ=35 kJ·mol-1;2M+2N=2D,ΔHθ=-80kJ·mol-1,则A+B=D的ΔHθ是()A.-10 kJ·mol-1B.-5 kJ·mol-1C.-45kJ·mol-1D.25kJ·mol-113.实验证实下列反应在标准条件下均按正方向进行:2I—+2Fe3+=2Fe2++I2;Br2 + 2Fe2+ = 2Fe3++2 Br-由此判断下列标准电极电势代数值从大到小的排列顺序正确的是()A.Eθ(Fe3+/ Fe2+)>Eθ(I2/ I—)>Eθ(Br2/ Br-)B.Eθ(I2/ I—)>Eθ(Br2/ Br-)>Eθ(Fe3+/ Fe2+)C.Eθ(Br2/ Br-)>Eθ(Fe3+/ Fe2+)>Eθ(I2/ I—)D.Eθ(Fe3+/ Fe2+)>Eθ(Br2/ Br-)>Eθ(I2/ I—)14.升高温度可以增加反应速率,主要原因是( )A.增加分子总数B.增加活化分子百分数C.降低反应活化能D.使平衡向吸热方向移动15.CaC2O4的K sθ=2.6×10-9,要使0.02mol·L-1CaCl2溶液开始生成沉淀需要的C2O42-的浓度是()A.1.3×10-7 mol·L-1 B.1.0×10-9 mol·L-1C.5.2×10-10 mol·L-1 D.2.2×10-5 mol·L-1二、填空题(共30分)1.对于反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),ΔHθ= -92.2kJ·mol-1。
南京工业大学《反应工程》试题卷2008(A )学号 姓名 得分一、判断题:(正确的打“√”,错误的打“X ”)1.因为单一反应就是基元反应,因此反应级数与化学计量系数是相同的。
( ) 2.一自催化反应A −→−kP ,若其反应速率与反应物A 和产物P 的反应级数均大于零,则在达到相同的转化率时,所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
( ) 3.已知某反应器的停留时间实验测定中,得到σt 2=10000min 2,则可知流型接近全混流。
( ) 4.由于零级反应中反应速率与浓度无关,故流体的混合态对反应结果无影响。
( ) 5.对气固催化A ->P ->S 反应(P 为目的产物),由于外扩散阻力的存在,使得C AS <C AG ,因此必定使反应的选择性下降。
( )6.气固催化反应的本征速率是排除了吸附和脱附阻力后的速率方程。
( )7.设计流化床反应器时,催化剂粒径很小,一般不必考虑内扩散的影响,可按平推流反应器进行计算。
( )8.用空气液相氧化环己烷,该过程为慢反应,因而采用鼓泡塔较板式塔较有利于氧化反应。
( )二、选择题1.在V=100 L/min 流量下对三只反应器分别进行示踪实验,测得如下数据:反应器 A B C 体积(L) 1000 2000 30002t σ(min 2) 50 100 250则三只釜的返混大小顺序为( )A .A>B>C B. A>C>B C. C>B>A D. C>A>B2.一个全混流反应器,其有效容积v 1=1m 3,进行0级不可逆反应,出口转化率为x A1,现用二个有效容积各为0.5m 3的全混流反应器串联操作进行同上反应,进料容积流速Q o 和反应温度与上相同,出口转化率为x A2,则x A1与x A2的相对比较为 ( ) A .x A1>x A2 B .x A1=x A2 C .x Al <x A2 D .视进料浓度C A0而定3.液相等温反应:r p =k l P 为目的产物r R =k 2C Ar s =k 3C A 2可有四种反应器可供选择:(1)平推流反应器,(2)全混流反应器,(3) 三台全混流反应器串联,(4)四台全混流反应器串联。
. .. .订. .装.. .. 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。
化学反应工程试卷及答案7.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为、。
一、填空题(共 25 分, 每空 1 分)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。
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,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_____________。
即,而且着重研究传递过程对的影响,研究不同类型反10.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程,称之为。
而停留时应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
间不同的物料之间的均匀化过程,称之为。
2.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、和。
11.对于反应级数n 0 的反应,为了降低反应器容积,应选用反应3.对于反应 A 2B 3C 4D ,反应物 A 的消耗速率表达式为;器为宜;对于反应级数 n 0 的反应,为了降低反应器容积,应选用反应产物 C的生成速率表达式为:。
反应器为宜。
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、12.固定床催化反应器主要缺点是,。
和。
13.有效因子物理意义。
5.间歇釜反应器中进行如下反应: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A P (1) r A k1C A n1 E1 与层之间设置气体的装置。
A S (2) r A k2C A n2 E2二、选择题(共 20 分, 每小题 2 分)在 C Ao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 E11.对于可逆放热反应,为提高反应速率应( ) 。
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A .提高压力B .降低压力C .提高温度D .降低温度度,釜液中 C p / C S增大,表明反应级数 n1、 n2的相对大小为。
2.对于反应 aA bB rR sS,则r r ___( r A ) ( ) 。
化学反应工程一、单选题ngmuir吸附模型的四个假定:均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的,实际情况很难满足上述要求。
然而,对于多数的化学反应,应用这几点假定进行有关的推导,结果一般是可以接受的,其主要原因在于( )(A)实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低(B)实际的催化剂表面一般很平整(C)实际的催化剂表面上活性位间的距离较远(D)实际的催化剂表面上活性位的数量有限2.球形颗粒催化剂内部的反应物浓度与__无关。
(A)催化剂外表面浓度(B)催化剂的孔隙率(C)Thiele模数增大(D)催化剂的径向位置3.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与( )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4.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( )装置。
(A)填料塔(B)喷洒塔(C)鼓泡塔(D)搅拌釜5.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)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6.下列属于均相反应的是( )。
(A)催化重整(B)催化裂解(C)HCl与NaOH的中和(D)水泥制造7.下列属于非均相反应的是( )。
(A)乙酸和乙醇的酯化(B)加氢脱硫(C)氢气燃烧(D)烃类气相裂解8.下列反应没有涉及到链反应的是( )。
(A)石油裂解(B)酯化反应(C)烃类氧化(D)聚合反应9.全混流釜式反应器最多可能有( )个定常态操作点。
(A)1 (B)2 (C)3 (D)410.全混流反应器中有( )稳定的定常态操作点。
(A)1 (B)2 (C)3 (D)411.下列属于均相反应的是( )(A)乙酸乙酯水解(B) CuO的还原(C)加氢脱硫(D)电石水解12.对于( )的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。
一、是非题:(正确的打“√”,错误的打“×”)1.对化学反应来说,温度越高,反应速率越大,因此高温操作,可使反应器体积最小。
( )2.多个PFR 串联或多个CSTR 串联,其流型仍为活塞流或全混流。
( )3.对于零级反应,由于反应速率与反应物浓度无关,因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。
( )4.在进行均相反应动力学实验时,既可以在间歇反应器中进行,也可以在连续流动反应器中进行,但由于反应器操作方式不同,因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。
( )5. 间歇釜式反应器改成连续操作后,由于省去了辅助时间,因此一定能提高产量。
( )6.在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应,由于西勒(Thiele )模数与反应物浓度无关,因此内扩散有效因子在床内为常数。
( )7.由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽,因此NFR t CSTR t )()(22σσ>。
( )8.在一绝热反应器中,仅当进行一级反应时,其反应温度和转化率的关系才呈线性。
( )9.在任意转化率下,一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。
( )10.在相同的温度下,一级连串不可逆反应A →P →Q ,在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。
( )11.在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。
( )12.因为单一反应就是基元反应,因此反应级数与化学计量系数相同。
( )13.一自催化反应P A k −→−,若(-R A )=kC A C P ,由于反应级数大于零,则在达到相同的转化率时,所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
( )14.在间歇反应器(BR )中和活塞流反应器(PFR )中等温进行同一反应,若C A0、x Af 相同时,则t BR = τPFR 。
( )15.无论是一级反应还是二级反应,流体的混合态对反应结果无影响。
南京工业大学 化学反应工程 试题A (开)卷(答案)2005--2006学年第 一 学期 使用班级1.反应器的类型不同,则( )也将有不同。
A .反应动力学B .传递特性C .反应的相态D .反应的可逆性2.等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应)R()(k 21副产物主产物−→−−→−P A k 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( )A.增大 B .减小 C .不变 D .先增后减3.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,但乙苯仍大量存在,表明这是一个( )反应。
A .慢速 B .可逆 C .自催化 D .不可逆4.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( )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 5.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<V3 B .V1=V2<V3 C .V2<V1<V3 D .V2<V1=V3 6.等温液相反应 A+B →P r p =k l C A C B , P 为目的产物2A →R r R =k 2C A 2有下列四种方案可供选择:(1) 间歇釜式反应器,A 和B 一次性加入;(2)半间歇釜式反应器,A 一次性加入,B 连续滴加(3)半间歇釜式反应器,B 一次性加入,A 连续滴加;(4)全混流反应器。
从提高P 的收率着眼适宜选用( )A .(1)B .(2)C .(3)D .(4)7.由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=0.1exp(-t/10) min -1,可判别该反应器的流型为( )A .平推流B .全混流C .轴向分散D .多级混合 8.气固催化反应本征速率是指排除( )阻力后的反应速率。
南京工业大学 化学反应工程 试题B (开)卷(答
案)
2005—2006学年第一学期 使用班级
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 .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
θ
σ为( )
A . 1.0 B. 0.25 C .0.50 D .0
3.对一平行—连串反应R A Q
P 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( )。
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( )。
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( )。
A . 4.5 B. 5.6 C .3.5 D .4.0
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( )。
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( )
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( )。
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( )
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( )
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 。
解:mol J E E T T R E k k /528942
ln )308
12981(
314
.82ln )11(ln 21
12=∴=-
==-=,
2.一气固催化反应R B A →+,若本征反应速率方程为:
2
)
1(R R B B A A B
B A
A S P K P K P K P K P K k r ++
+=
则该反应可能的反应机理为
σ
R R σσR σB σA σB σ
σB A σσA S
k
+⇔+−→−+⇔+⇔+)
此步为速率控制步骤
( 222
3.间歇釜反应器中进行如下反应:
P A → (1) -r A1=k 1C A a1 S 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>a2
B .al<a2
C .活化能El<E2
D .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。
ηa <ηb
三、问答题(每题6分,共12分)
1.液相复合反应
Q B A P
B A k k
−→−+−→−+2122, 若2
5
.025.021B A Q B
A P C C k r C C k r == 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E 1>E 2,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E 1>E 2,则反应温度应采用 高
温 。
2. 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?
解:(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:(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:
23223+→H C O C H C H H O H C O H C H O H C H
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?
解:3
1
01,,0.98, 2.1/,0.9-=====r A A A A V m r kC k h C km ol l X (1) 一级不可逆反应:
h
m
Q Q t t Q V h
x k
t r Af /3/11)65.035.2()(35.2)9.01ln(98
.01)1ln(13
0000==+=+==--
=--
=
丙二醇的浓度=3
0 2.10.9 1.89/=⨯=A A C X km ol m
丙二醇的产量=Af A00x C Q =1.891/30.63/15.15/⨯==日km ol h km ol
(2) 采用定态下连续操作
000.91
(1)
0.98(10.9)
⨯=
=
=--A f r A f Q X Q V k X
所以Q 0=0.109m 3/h
丙二醇的产量=0.109 1.890.2058/ 4.939/⨯==日km ol h km ol (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.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)
(2)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?
(5)无因次方差2
θσ
为多少? (6)轴向扩散模型参数Pe 为多少?
t/min 答:
(1)E(t)= -1/200(t-20)
(2)F(t)= -t 2
/400+0.1t
(3)V = 2 m 3
(4)多级串联模型参数N = 2
(5)无因次方差
2112
=
=σθN
(6) 2.56Pe 5
.0)e -(1Pe
2
-
Pe
2Pe
-2
2
=∴==
σθ
3.某一级不可逆气固催化反应,在反应温度150℃下,测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/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?
解:。