武汉科技大学化学反应工程期末试卷及答案

武汉科技大学化学反应工程期末自测试卷 I.填空题 1.(1) 化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.(1) 化学反应速率式为rA  K CCA C B， 如用浓度表示的速率常数为 K C， 用压力表示的速率常数 K P， 则 K C=_______ K P。  3.(2) P(主) A S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞ E 副，选择性Sp与_______无关，仅是 平行反应 _______的函数。 4.(1) 对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.(3) 对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.(1) 若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.(2) 流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.(2) 催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的 _______失活，也可 能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.(1) 对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约 _______时，分子与孔壁的碰撞为扩散 阻力的主要因素。 10.(1) 绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温 度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.(1) 对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度 ______________。 T opt和平衡温度Teq，二者的关系为 12.(1) 描述流化床的气泡两相模型， 以U0的气速进入床层的气体中， 一部分在乳相中以起始流化速度 U mf通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.(2) 描述流化床的数学模型， 对于气、 乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流， 而对_______ 相则有种种不同的流型。 1 14.(1) 多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.单项选择 1.(2) 一级连串反应A → P → S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物 P浓度最大时的最优空时  opt_______。 ln(K 2 / K 1) 1ln(K 2 / K 1) ln(K 1 / K 2 ) K 1K2 A. K 2 K 1 B. K 2 K 1 C. D. K 1K2 2.(2) 全混流反应器的容积效率 η小于1.0时，且随着  A的增大而减小，此时该反应的反应级数 n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.(2) 当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.(2) 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 5.(2) 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 6.(2) d  k d C i md 催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为 dt ，当平行失活对反应物有  强内扩散阻力时，d为_______。 A. ≈0 B. =1 C. →3 D. ≈1 7.(2) 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 8.(2) 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. 粒子与流体间有浓度差 B. 粒子与流体间无浓度差 C. 床层径向有温度梯度 D. 床层径向有浓度梯度 9.(2) 下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点_______。 A. 各参数均为恒值 B. 参数值不随床高而变 C. 参数值与气泡大小无关 D. 参数值与气泡大小有关 10.(2) UU U 流化床反应器中的操作气速0是根据具体情况定的，一般取流化数0mf在_______范围内。 A. 0.1～0.4 B. 1.5～10 C. 10～15 D. 0.4～1.5 2 III.简答题 1.(5) 简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？ 2.(5) 简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 3.(5) 简述气-液反应的宏观过程：A（g） + bB（l）→ 产物（l）？ 4.(5) 简述固定床反应器的优缺点？ 5.(5) 简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？ 6.(5) 简述双膜理论？ IV.计算题 1.(10) 醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳： k1k2 CH 3COOH  CH2  CO  H 2O CH 3COOH  CH4 CO 2 已知在916℃时 k 1  4.65s ,k 2  3.74s ，试计算： 1） 99%的醋酸反应掉的时间；(6分) 2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。 （4分） 11 2.(10) 有一级不可逆反应A→P，在85℃时反应速率常数为3.45h ，今拟在一个容积为10m 的釜式反应 器中进行，若最终转化率为 x A  0.95 ，设该反应的处理量为1.82m /h，今若改用两个容积相等 的串联釜操作，求反应器的总容积？ 3 -13 3.(10) (A) (P) (S) k 3 C 6 H 4Cl2 k 1 C 6 H 5Cl  C 6 H 6   dC A dC P k 1CA  k 1CA k 2CP dtdt 反应速度；，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反 1 应器内进行这一反应时,求目的产物P的选择性 S P，其中 k 1 1.0(h ) , k 2  0.5(h) ， 1 V v 0 1(h), C P0  C S0  0 , C A0 1mol/l 。 4.(10) 22112.5min ,t 15min ，如果这个反应器可以用等体积多釜串联t有一个反应器测其方差 模型来描述，并在这个反应器中进行液相反应A + B → 2R，已知 r A  kC ACB， C A0  C B0 12mol/l ， k 1l /mol min ，求反应器的出口转化率？ 5.(5) 2 8.971 ，t 2 6.187 ，t用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置中的脉冲实验，已知 k  0.15 求 3 1