【正文】 B. 粒子與流體間無濃度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層徑向有濃度梯度9.(2)流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在_______范圍內(nèi)。4.(10)應(yīng)用脈沖示蹤法測定一容積為12 l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速，在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時測其出口物料中A的濃度CA隨時間的變化，實測數(shù)據(jù)如下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210（①分）所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學(xué)反應(yīng)活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動系統(tǒng)，通過觀測該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時間的變化來確定系統(tǒng)物料的停留時間分布。（①分）6.(5)首先是根據(jù)氣液反應(yīng)系統(tǒng)的動力學(xué)特征來選擇正確的反應(yīng)器型式，（②分）然后結(jié)合反應(yīng)器特性來確定能滿足給定生產(chǎn)任務(wù)的反應(yīng)器幾何尺寸。（①分）1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；（①分）2）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；（①分）3）固定床中的傳熱較差；（①分）4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。1.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳： 已知在916℃時，試計算：1） 99%的醋酸反應(yīng)掉的時間；(6分)2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。A. 0 B. C. 1 D. 25.(2)催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)進(jìn)料中的雜質(zhì)吸附極牢以及對產(chǎn)物無內(nèi)擴散阻力時，d為_______。12.(3)在流化床中為了傳熱或控制氣固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，以垂直管最為常用，它同時具有_______，_______并甚至_______的作用。4.(1)全混流反應(yīng)器的移熱速率=______________。（①分）1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；（①分）2）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；（①分）3）固定床中的傳熱較差；（①分）4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。（2分）化學(xué)反應(yīng)工程期末自測試卷答案( 4 )1.(1)化學(xué)反應(yīng)的工程問題2.(1)3.(2)濃度、溫度4.(1)平推流5.(3)平均停留時間、反應(yīng)時間、空時6.(1)微觀流體7.(2)調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)8.(2)物理、化學(xué)9.(1)10.(1)擬均相一維11.(1)12.(1)13.(2)氣、乳14.(1)兩個或更多1.(2)D2.(2)D3.(2)D4.(2)C5.(2)C6.(2)C7.(2)A8.(2)A9.(2)C10.(2)B1.(5)空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜6.(2)催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)平行失活對反應(yīng)物有強內(nèi)擴散阻力時，d為_______。12.(1)描述流化床的氣泡兩相模型，以的氣速進(jìn)入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過，而其余部分_______則全部以氣泡的形式通過。 4.(1)對于反應(yīng)級數(shù)n＞0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_______反應(yīng)器為宜。（12）某一級不可逆的氣液反應(yīng)過程，已知k=10－4m/s,　DL=10＝9m2/s,則當(dāng)k 20/3 時，該反應(yīng)屬于快反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)主要在　液膜　，工業(yè)上可選用　填充床反應(yīng)器或　降膜　反應(yīng)器；當(dāng)k 20/3 時，該反應(yīng)屬于慢反應(yīng)，這時反應(yīng)區(qū)主要在　液相主體　，工業(yè)上可選用　鼓泡床　　　　或　攪拌鼓泡床　反應(yīng)器。（3）單位時間內(nèi)，流過多少個反應(yīng)器體積的物料（其它正確表達(dá)方式也可 ） ，物料流過反應(yīng)器所需要的時間（其它正確表達(dá)方式也可 ）______。（）（2） 丁烯制丁二烯　，已知反應(yīng)的步驟為請分別導(dǎo)出（A）（B）（C）為控制步驟的均勻吸附動力學(xué)方程。　?。?4） 返混是指　　　　　　　　　　　　　　?。?5）測定停留時間分布最常用的示蹤劑注入方法有　　　　法和　　　　法。（8） 復(fù)合反應(yīng)　　，進(jìn)料CA0＝1mol/L,　反應(yīng)進(jìn)行至，時, 瞬時選擇性sL = 　　　　?！骸谭磻?yīng)的過程？ 答：1）氣相中的反應(yīng)組分（如氫氣）通過氣膜向氣液界面的擴散傳質(zhì)； 2）氫在氣液界面上溶解，假定達(dá)到平衡，然后通過液膜向液相主體內(nèi)進(jìn)行擴散； 3）氫在液相主體內(nèi)具有均一的濃度，它將進(jìn)一步通過固體表面上的液膜從液相主體向固體粒子表面擴散； 4）氣相反應(yīng)組分和液相反應(yīng)組分在固體表面上發(fā)生反應(yīng)； 5）整個反應(yīng)過程就是按上述步驟依次的進(jìn)行。？ 答：主要是通過以下三個方面來考慮：1）催化劑的性能。？ 答：對于氣—固系統(tǒng)，床徑很小，而床高與床徑比較大時，氣泡在上升過程中可能聚并增大甚至達(dá)到占據(jù)整個床層截面的地步，將固體粒子一節(jié)節(jié)的往上柱塞式的推動，直到某一位置而崩落為止，這種情況為節(jié)涌，此時的流化床為節(jié)涌床?！滔啻呋磻?yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點？ 答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置為固定床反應(yīng)器，擬均相二維模型是忽略床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別（，同時考慮流體在軸向和徑向上的溫度梯度和濃度梯度。？ 答：非催化氣固反應(yīng)縮粒模型是固體粒子的粒徑隨反應(yīng)的進(jìn)行向不斷縮小，如煤炭的燃燒造氣，從焦碳與硫磺蒸汽制造二硫化碳。如在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，此時氣體是宏觀流體，而液體為微觀流體。 根據(jù)所得的有關(guān)E（t）或F（t）的結(jié)果通過合理的簡化提出可能的流動模型，并根據(jù)停留時間分布的實驗數(shù)據(jù)來確定所提出的模型中所引入的模型參數(shù)； 3）？ 答：通過物理示蹤法來測反應(yīng)器物料的停留時間的分布曲線。1） 由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應(yīng)時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。？ 答：1）鏈反應(yīng)具有三個階段：鏈的引發(fā)、鏈的傳播和鏈的終止； 2）鏈的引發(fā)和傳播均需要通過游離原子或游離基； 3）游離原子和游離基均具有較高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成穩(wěn)定的分子，從而使鏈反應(yīng)終止。（雙膜模型、溶質(zhì)滲透模型、表面更新模型），相間傳質(zhì)總阻力等于雙膜傳質(zhì)阻力的加和。（有關(guān)），按照模型考慮的深度而分的第Ⅱ級模型中，各參數(shù)值均為恒值，不隨_______而變，但與氣泡的大小有關(guān)。（），表達(dá)式=_______。（BET）—固相催化反應(yīng)中，反應(yīng)速率一般是以單位催化劑的重量為基準(zhǔn)的，如反應(yīng)A→B，A的反應(yīng)速率的定義為_______。[，]、_______來描述。（停留時間分布），可借助這種軸向返混與擴散過程的相似性，在_______的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_______。（0）=0時E（t）=_______。（）。（全混流）19. 對于反應(yīng)級數(shù)n＞0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_______反應(yīng)器為宜。（、）2. 一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（）=______________。（＞0）=0時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（1）＜時，F(xiàn)（t）=_______。（）（t）=_______。（閉—閉式邊界、開—閉式邊界、閉—開式邊界、開—開式邊界）。（＜〉5. _______吸附等溫方程式是假定吸附熱是隨著表面覆蓋度的增加而隨冪數(shù)關(guān)系減少的。（表面反應(yīng)速率、內(nèi)擴散速率）—固相非催化反應(yīng)的模型有: _______、_______、_______。（）—固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，以垂直管最為常用，它同時具有_______，_______并甚至_______的作用。（＞6～11），由于氣速較大，因此該模型假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代表，而不必計及乳相中的情況，這樣只需計算氣泡中的氣體組成便可算出反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。（A）A. B. C. D. 、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？ 答：空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時間小于t的物料所占的分率為F（t）。 定義式為：，平均停留時間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對于坐標(biāo)原點的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學(xué)期望。？ 答：階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴散模型）？ 答：把實際的工業(yè)反應(yīng)器模擬成由n個容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時間分布對反應(yīng)過程內(nèi)的影響。當(dāng)微孔孔徑較大時，分子擴散阻力是由于分子間的碰撞所致，這種擴散為分子擴散。非均相模型考慮了粒子與流體間溫度與濃度的差別。？ 答：特征流速為起始流化速度和帶出速度。在氣泡的上升的途中，不斷有一部分顆粒離開這一區(qū)域，另一部分顆粒補充進(jìn)來，這樣就把床層下部的顆粒夾帶上去而促進(jìn)了全床顆粒的循環(huán)與混合。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加，相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和。（5）多孔性球形顆粒10克，半徑1cm，／cm3的材料制成。固定床按氣體流動方向，可以分為　　　　 和 　　　　反應(yīng)器。三、 計算題（每題10分，共40分。（b）用脈沖法