【正文】 （①分）6.(5)首先是根據(jù)氣液反應系統(tǒng)的動力學特征來選擇正確的反應器型式，（②分）然后結合反應器特性來確定能滿足給定生產(chǎn)任務的反應器幾何尺寸。（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，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應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)進行。（①分）所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學反應活性的物質(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。4.(10)應用脈沖示蹤法測定一容積為12 l的反應裝置，進入此反應器的流體流速，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）035542101.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應生成甲烷和二氧化碳： 已知在916℃時，試計算：1） 99%的醋酸反應掉的時間；(6分)2）在此反應條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。A. 粒子與流體間有濃度差 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)。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，當進料中的雜質(zhì)吸附極牢以及對產(chǎn)物無內(nèi)擴散阻力時，d為_______。1.(2)全混流反應器中有_______個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。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)設置內(nèi)部構件，以垂直管最為常用，它同時具有_______，_______并甚至_______的作用。8.(1)氣固相催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)_______，它是表征內(nèi)擴散影響的重要參數(shù)。4.(1)全混流反應器的移熱速率=______________。因此，把復雜的相間傳質(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（①分），相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和（①分）。（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，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應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)進行。（②分）2.(5)階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，（①分）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，（①分）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。（2分）化學反應工程期末自測試卷答案( 4 )1.(1)化學反應的工程問題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)空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。A. 各參數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變C. 參數(shù)值與氣泡大小無關 D. 參數(shù)值與氣泡大小有關10.(2)流化床反應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)。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，當平行失活對反應物有強內(nèi)擴散阻力時，d為_______。A. B. C. D. 2.(2)，且隨著的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n_______。12.(1)描述流化床的氣泡兩相模型，以的氣速進入床層的氣體中，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。8.(2)催化劑在使用過程中，可能因晶體結構變化、融合等導致表面積減少造成的_______失活，也可能由于化學物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_______失活。 4.(1)對于反應級數(shù)n＞0的反應，為降低反應器容積，應選用_______反應器為宜。 （7）（8）五、 計算題（每題10分，共40分。（12）某一級不可逆的氣液反應過程，已知k=10－4m/s,　DL=10＝9m2/s,則當k 20/3 時，該反應屬于快反應，反應區(qū)主要在　液膜　，工業(yè)上可選用　填充床反應器或　降膜　反應器；當k 20/3 時，該反應屬于慢反應，這時反應區(qū)主要在　液相主體　，工業(yè)上可選用　鼓泡床　　　　或　攪拌鼓泡床　反應器。?。?）　F(t) ,1， 0。（3）單位時間內(nèi)，流過多少個反應器體積的物料（其它正確表達方式也可 ） ，物料流過反應器所需要的時間（其它正確表達方式也可 ）______。（a）試分別求出在反應器中逗留時間為9~11s、小于10s、大于10s的物料在總進料中所占的比例。（）（2） 丁烯制丁二烯　，已知反應的步驟為請分別導出（A）（B）（C）為控制步驟的均勻吸附動力學方程。（4） 對于一級不可逆的氣固相催化反應，寫出其宏觀反應速率的表達式（指明式中各參數(shù)的含義）?！　。?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?！　　　　。?1）CO中溫變換反應器屬于固定床里的　　　　　　　反應器。（8） 復合反應　　，進料CA0＝1mol/L,　反應進行至，時, 瞬時選擇性sL = 　　　　。（4） 　　反應具有最佳溫度曲線，最佳溫度曲線是指 __________ ?！骸谭磻倪^程？ 答：1）氣相中的反應組分（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，假定達到平衡，然后通過液膜向液相主體內(nèi)進行擴散； 3）氫在液相主體內(nèi)具有均一的濃度，它將進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）氣相反應組分和液相反應組分在固體表面上發(fā)生反應； 5）整個反應過程就是按上述步驟依次的進行。組分是通過在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質(zhì)的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達到平衡。？ 答：主要是通過以下三個方面來考慮：1）催化劑的性能。？ 答；氣泡的頂是呈球形的，尾部略為內(nèi)凹，在尾部區(qū)域，由于壓力比近傍稍低，顆粒被卷了進來，形成局部渦流，這一區(qū)域稱為尾渦。？ 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。？ 答：對于氣—固系統(tǒng)的流化床反應器，只有細顆粒床，才有明顯的膨脹，待氣速達到起始鼓泡速度后才出現(xiàn)氣泡；而對粗顆粒系統(tǒng)，則一旦氣速超過起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，這些通稱為鼓泡床?！滔啻呋磻潭ù卜磻鲾M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行反應的裝置為固定床反應器，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：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。？ 答：非催化氣固反應縮粒模型是固體粒子的粒徑隨反應的進行向不斷縮小，如煤炭的燃燒造氣，從焦碳與硫磺蒸汽制造二硫化碳。 ？ 答：多孔物質(zhì)催化劑的粒內(nèi)擴散較為復雜。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。 ？ 答：為了模擬返混所導致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴散過程的相似性，在平推流的基礎上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費克（Fick）定律加以定量描述。 根據(jù)所得的有關E（t）或F（t）的結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）對應的曲線為E(t)曲線。？ 答：通過物理示蹤法來測反應器物料的停留時間的分布曲線。1） 1）1） 。由于平推流反應器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。？ 答：反應物料一次性投入反應器內(nèi)，在反應過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，待達到反應要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時間為反應時間與非生產(chǎn)性時間之和，非生產(chǎn)性時間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應的一切輔助時間。？ 答：1）鏈反應具有三個階段：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，從而使鏈反應終止。（C）A. B. C. D. → P（目的）→R + S，目的產(chǎn)物P的總收率=_____