【正文】 XXX大學(xué) 化學(xué)反應(yīng)工程 試題B（開(kāi)）卷（答案）2011—2012學(xué)年第一學(xué)期 一、單項(xiàng)選擇題： （每題2分，共20分）1．反應(yīng)器中等溫進(jìn)行著A→P(1)和A→R(2)兩個(gè)反應(yīng)，當(dāng)降低A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明( )A．反應(yīng)(1)對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)大于反應(yīng)(2) B．反應(yīng)(1) 對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)小于反應(yīng)(2)C．反應(yīng)(1)的活化能小于反應(yīng)(2) D．反應(yīng)(1)的反應(yīng)速率常數(shù)大于反應(yīng)(2)，其無(wú)因次停留時(shí)間分布的方差值為( )A． B. C． D．03．對(duì)一平行—連串反應(yīng)，P為目的產(chǎn)物，若活化能次序?yàn)椋篍2E1E3，為了目的產(chǎn)物的收率最大，則最佳操作溫度序列為（ ）。A．先高后低 C．高溫操作 D．低溫操作4．兩個(gè)等體積的全混流反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)操作，反應(yīng)為一級(jí)不可逆，則第一釜的反應(yīng)速率rA1與第二釜的反應(yīng)速率rA2之間的關(guān)系為( )。兩釜反應(yīng)溫度相同。A．rA1 rA2 B．rA1 = rA2 C．rA1 rA2 5. 已知一閉式反應(yīng)器的，該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來(lái)描述，則模型參數(shù)N為（ ）。 A． B. C． D．6．固體催化劑之所以能起催化作用，是由于催化劑的活性中心與反應(yīng)組分的氣體分子主要發(fā)生( )。A．物理吸附 B．化學(xué)反應(yīng) C．化學(xué)吸附 D．質(zhì)量傳遞7．包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱(chēng)之為( )A．堆(積)密度 B．顆粒密度 C．真密度 D．平均密度8．在氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中，內(nèi)循環(huán)式無(wú)梯度反應(yīng)器是一種( )。A．平推流反應(yīng)器 B. 軸向流反應(yīng)器 C. 全混流反應(yīng)器 D. 多釜串聯(lián)反應(yīng)器9．某液相反應(yīng)，其反應(yīng)式可寫(xiě)成A+C224。R+C這種反應(yīng)稱(chēng)為( )A．均相催化反應(yīng) B．自催化反應(yīng) C．鏈鎖反應(yīng) 10．高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜，對(duì)于其中的氣相和液相的流動(dòng)常可近似看成( )A．氣、液均為平推流 B．氣、液均為全混流C．氣相平推流、液相全混流 D．氣相全混流、液相平推流二、填空題（每題5分，共30分）1．一不可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度從25℃升高到35℃時(shí)，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化能為 。2．一氣固催化反應(yīng)，若本征反應(yīng)速率方程為：則該反應(yīng)可能的反應(yīng)機(jī)理為3．間歇釜反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)： (1) －rA1＝k1CAa1 (2) －rA2=k2CAa2在CA0和反應(yīng)時(shí)間保持不變下，降低反應(yīng)溫度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1與E2的相對(duì)大小為 ；在溫度和反應(yīng)時(shí)間保持不變下，增高反應(yīng)濃度，釜液中CP/CS增大，表明反應(yīng)級(jí)數(shù)al、a2的相對(duì)大小為 。4．從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定中,求得無(wú)因次方差,反應(yīng)器可視為 又若求得無(wú)因次方差,則反應(yīng)器可視為 。 5．有兩個(gè)有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，反應(yīng)為二級(jí)不可逆反應(yīng)A→P，若大釜在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為xA1，小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為xA2，兩種情況下，進(jìn)料流速、進(jìn)料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較xA1和xA2的相對(duì)大小為 。6. 在固定床反應(yīng)器中，分別進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)不可逆氣固催化反應(yīng)，試比較a、b兩處的η值大?。╝處靠近反應(yīng)器的進(jìn)口，b處靠近反應(yīng)器的出口），并說(shuō)明理由。（1）一級(jí)放熱反應(yīng)，絕熱操作 （2）二級(jí)反應(yīng)，等溫操作 三、問(wèn)答題（每題6分，共12分）, 若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇：(1)若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為？(2)若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為？(3)若E1E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫？2. 在四段絕熱式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行n級(jí)不可逆反應(yīng)，各段的催化劑量相同，0，試問(wèn)(1)哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大？哪一段最?。?2)若段間采用冷激方法進(jìn)行降溫，試問(wèn)第一段與第二段之間和第二段與第三段之間哪處需加入的冷激劑量多？為什么？四、計(jì)算題：（第1，2題均為12分，第3題為14分，共38分） m3的釜式反應(yīng)器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反應(yīng)生產(chǎn)丙二醇1，2：該反應(yīng)對(duì)環(huán)氧丙烷為一級(jí)，對(duì)水為零級(jí)，，環(huán)氧丙烷的最終轉(zhuǎn)化率為90%。（1）若采用間歇操作，則丙二醇1，2的日產(chǎn)量是多少？（2）有人建議改在定態(tài)下連續(xù)操作，其余條件不變，則丙二醇1，2的日產(chǎn)量又是多少？（3）為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會(huì)有不同？，在Q＝300L/min下，得到E(t)～t關(guān)系如下圖所示。由于該圖放置已久，縱坐標(biāo)模糊不清。試根據(jù)E(t)函數(shù)性質(zhì)確定并計(jì)算：（1）E(t) E(t) /min－1（2）F(t)（3）該反應(yīng)器體積為多少？（4）多級(jí)串聯(lián)模型參數(shù)N為多少？(5)無(wú)因次方差為多少？（6）軸向擴(kuò)散模型參數(shù)為多少？ 0 10 20 t/min3．某一級(jí)不可逆氣固催化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度150℃下，測(cè)得kP=5s1,有效擴(kuò)散系數(shù)DeA=。求：（1） ，內(nèi)擴(kuò)散影響是否已消除？（2） ，則顆粒直徑應(yīng)不大于多少？一、 2. B 5. B 二、 J／mol 2.E2 ala2 活塞流反應(yīng)器 5..xA1xA2 6.（1）ηaηb（2）ηaηb三、簡(jiǎn)答題：(1)若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為 A一次性加入，B連續(xù)滴加 (2)若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為 A從反應(yīng)器進(jìn)口處加入，B沿管長(zhǎng)多處加入 (3)若E1E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用 高溫 。：(1)雖然各段進(jìn)口溫度相等,在催化劑量相同的情況下，凈轉(zhuǎn)化率也按1至4段的順序遞減，第一段最大，第二段次之，第三段再次之，第四段最小。(2)因第一段反應(yīng)量大于第二段反應(yīng)量，所以12段間要取出的熱量比23段間要取出的熱量大，因而12段間需要的冷激量也大于23段間需要的冷激劑量。四、計(jì)算題：：一級(jí)不可逆反應(yīng)：丙二醇的濃度=丙二醇的產(chǎn)量=＝(2) 采用定態(tài)下連續(xù)操作所以Q0=丙二醇的產(chǎn)量=（3）因連續(xù)釜在低的反應(yīng)物濃度下操作，反應(yīng)速率慢，故產(chǎn)量低。：（1）E(t)＝ 1/200(t20) (2）F(t)＝ t2/400+ （3）V＝2 m3 （4）多級(jí)串聯(lián)模型參數(shù)N＝ 2 (5)無(wú)因次方差（6） ： 湖北XX大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程試題一、選擇題氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，CO與H2以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子δCO=_ _。A. 2 B. 1 C. 1 D. 2一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度__ _ _ __。A. B. C. D. 串聯(lián)反應(yīng)A → P（目的）→R + S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性=_ _。A. B. C. D. 全混流反應(yīng)器的容積效率η=，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n___ __。A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為_(kāi)__ __。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用____ ___。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器一級(jí)不可逆液相反應(yīng)， 出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時(shí)間t+t0=，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，MR=60，則反應(yīng)器的體積V為_(kāi) _m3。 A. B. C. D. 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A → B，當(dāng)時(shí)，求反應(yīng)至所需時(shí)間t=___ ___秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 560一級(jí)連串反應(yīng)A → P → S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)____ _。A. B. C. D. 分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間t0不包括下列哪一項(xiàng)____ ___。A. 加料時(shí)間 B. 反應(yīng)時(shí)間 C. 物料冷卻時(shí)間 D. 清洗釜所用時(shí)間1全混流反應(yīng)器中有___ __個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。A. 1 B. 2 C. 3 D. 41且隨著χA的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n _ _ 。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞01當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_ _時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜11軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與___ __無(wú)關(guān)。A. 示蹤劑的種類(lèi) B. 示蹤劑的輸入方式 C. 管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D. 檢測(cè)位置1對(duì)于氣液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用___ ____裝置。 A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜1催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為_(kāi)_ __。A. ≈0 B. =1 C. →3 D. ≈11不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是__ __。A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無(wú)溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度1屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是___ ____。A. 粒子與流體間有濃度差B. 粒子與流體間無(wú)濃度差C. 床層徑向有溫度梯度D. 床層徑向有濃度梯度1下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第Ⅱ級(jí)模型的特點(diǎn)__ __。A. 各參數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變C. 參數(shù)值與氣泡大小無(wú)關(guān) D. 參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)流化床反應(yīng)器中的操作氣速U0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在__ __范圍內(nèi)。 A. ～ B. ～10 C. 10～15 D. ～2全混流反應(yīng)器進(jìn)行放熱反應(yīng)時(shí)，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿(mǎn)足以下條件 A．移熱速率放熱速率 B．移熱速率放熱速率C．移熱速率隨溫度變化率放熱速率隨溫度的變化率D．移熱速率隨溫度變化率放熱速率隨溫度的變化率2氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除 阻力后的反應(yīng)速率。A．外擴(kuò)散阻力 B．內(nèi)擴(kuò)散 C．內(nèi)外擴(kuò)散 D．吸附和脫附2等溫液相反應(yīng) A+B→P rp=klCACB， 2A→R rR=k2CA2P為目的產(chǎn)物，有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用 A． 間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入； B．全混流反應(yīng)器；C．半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D．半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加。2乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明這是一個(gè) 反應(yīng)。A．慢速 B．可逆 C．自催化 D．不可逆2等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng) 若保持相同的轉(zhuǎn)化率xA，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/k1降低，則P的收率將 B．減小 C．不變 D．