【正文】 《化學(xué)反應(yīng)工程》試題XXX大學(xué) 化學(xué)反應(yīng)工程 試題B（開）卷（答案）2011—2012學(xué)年第一學(xué)期 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 ) A．反應(yīng)(1)對A的反應(yīng)級數(shù)大于反應(yīng)(2) B．反應(yīng)(1) 對A的反應(yīng)級數(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)，其無因次停留時(shí)間分布的方差值為( B ) A． B. C． D．03．對一平行—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（ B）。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( A )。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)模型來描述，則模型參數(shù)N為（ B ）。 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( C)。 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)的全顆粒密度稱之為( B )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)式無梯度反應(yīng)器是一種( C )。 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)式可寫成A+C224。R+C這種反應(yīng)稱為(B ) 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，對于其中的氣相和液相的流動(dòng)?？山瓶闯? B ) 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 52894 J／mol 。解：， 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的相對大小為 E1E2 ；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)級數(shù)al、a2的相對大小為 ala2 。 A．a(chǎn)la2 B．a(chǎn)la2 C．活化能ElE2 D．活化能ElE24．從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測定中,求得無因次方差,反應(yīng)器可視為 全混流反應(yīng)器 又若求得無因次方差,則反應(yīng)器可視為 活塞流反應(yīng)器 。 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的相對大小為 xA1xA2 。6. 在固定床反應(yīng)器中，分別進(jìn)行一級和二級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），并說明理由。（1）一級放熱反應(yīng)，絕熱操作；ηaηb（2）二級反應(yīng)，等溫操作。ηaηb三、問答題（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？答：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 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沿管長多處加入 ；(3)若E1E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用 高溫 。2. 在四段絕熱式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行n級不可逆反應(yīng),各段的催化劑量相同,0,試問(1) 哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大?哪一段最小?(2) 若段間采用冷激方法進(jìn)行降溫,試問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?解:(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：（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)對環(huán)氧丙烷為一級，對水為零級，，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)量會有不同？解：（1） 一級不可逆反應(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。，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）多級串聯(lián)模型參數(shù)N為多少？(5)無因次方差為多少？（6）軸向擴(kuò)散模型參數(shù)為多少？ 0 10 20 t/min答：（1）E(t)＝ 1/200(t20) (2）F(t)＝ t2/400+ （3）V＝ 2 m3 （4）多級串聯(lián)模型參數(shù)N＝ 2 (5)無因次方差（6） 3．某一級不可逆氣固催化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度150℃下，測得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？解：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)無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=__A_。A. 2 B. 1 C. 1 D. 2一級連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度___A____。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=__C_。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)級數(shù)n___B__。A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0對于單一反應(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____B__。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)器對于反應(yīng)級數(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___。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)器一級不可逆液相反應(yīng)， 出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時(shí)間，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應(yīng)器的體積V為_C_。A. B. C. D. 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級反應(yīng)A → B，當(dāng)時(shí)，求反應(yīng)至所需時(shí)間t=____B___秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 560一級連串反應(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)_____D__