《化工反应工程》复习题.docx

化工反响工程复习题一、单项选择题（共10题，每题2分,共计20分）1.当反响级数n（D）时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A=OB.=1C.>lD.<l2 .轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与（C）无关。A.示踪剂的种类B.示踪剂的输入方式C.管内的流淌状态D.检测位置3 .对于气液相反响几乎全部在液相中进展的极慢反响，为提高反响速率，应选用（装置。A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜4 .一级连串反响A-P-S在全混流釜式反响器中进展，使目的产物P浓度最大时的最优空时Topt=（D）1n（A:KJRK/K,）11（K.Kl）1AKi-K1K3-Ki（、人人|）'AA5 .全混流反响器的容积效率n小于LO时，且随着A的增大而减小，此时该反响的反响级数n（D）。A.<0B.=0C.0D.>06 .分批式操作的完全混合反响器非生产性时间t0不包括以下哪一项（B）。A加料时间B.反响时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间7 .不属于气固相催化反响固定床反响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 .以下哪一项不属于流化床反响器按深度而分的第II级模型的特点（C）。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9 .流化床反响器中的操作气速UO是依据具体状况定的，一般取流化数U0Unif在（B）围内。A.0.1-0.4B.l.5-10C.10-15D.0.4-1.510 .对于一级恒容和一级变容不行逆反响，下面表达正确的选项是（C）A在同一平推流反响器内、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的B.在同一全混流反响器内、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的C.在同一间歇式反响器内、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的D.在同一平推流反响器或间歇式反响器内、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的11 .气相变容反响A+2B-2C,原料中混入了确定量的惰性气体惰性气体与A和B的转化率为零时的初始总摩尔数比为1：1,A与B的比例为计量比），则膨胀率CA为（C）A.-0.5B.-l3C.-l6D.-5/612 .纯气体A（浓度2molL,摩尔流率100mol/min）在平推流反响器里分解生成一系列产物，其动力学为：A-*2.5products,-rG（10molmin）,在一个9.8L的反响器里进展反响所能到达的转化率为（A）A.70%B.80%C.90%D.100%13 .对于一个气固相催化反响，减小外集中和内集中影响的措施正确的选项是（）A.提高反响器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径B.降低反响器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径C.降低反响器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径D.增加催化剂颗粒的直径，提高反响器内气体的流速14.对于平行反响,i化盘舞婕2：6响级数n<n,假设目的产物是R的话,KF'.n、S2我们应当在（D）条件下操作。A.高温、反响物A高浓度B.高温、反响物A低浓度C.低温、反响物A高浓度D.低温、反响物A低浓度15.对于一个串联反响，目的产物是中间产物，适宜的反响器是（B）A.全混流反响器；C.循环反响器；16.点J=八是（B.平推流反响器；D.平推流与全混流串联在一起的反响器）B.全混流的E函数A.平推流的E函数C.平推流串联全混流的E函数;D.全混流串联平推流的E函数17.对于轴向分散模型，选择不同的边界条件，计算公式和结果都有所不同，这说明（A边界条件是人为设定的，是为了便于有关公式的推导B.边界条件可以自由选取C.边界条件打算于操作条件和反响装置的本身D.边界条件不同，直接影响到反响器内的流淌和反响18Langmuir吸附模型的四个假定：均匀外表、单层吸附、吸附机理一样和无相互作用这几点应当说是格外苛刻的，实际状况很难满足上述要求。然而，对于多数的化学反响，应用这几点假定进展有关的推导，结果一般是可以承受的，其主要缘由在于（A）A.实际反响过程中催化剂外表吸附物种的掩盖度很低；B.实际的催化剂外表一般很平坦；C.实际的催化剂外表上活性位间的距离较远；D.实际的催化剂外表上活性位的数量有限19 .不属于气固相催化反响固定床反响器拟均相二维模型的特点是（A）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20 .分批式操作的完全混合反响器非生产性时间”不包括以下哪一项（B）A.加料时间B.反响时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间二、多项选择题（共5题，每题3分，共计15分）1.关于抱负的间歇式反响器、平推流反响器和全混流反响器，以下描述正确的选项是（ACD）A.三者同为抱负反响器，但抱负的内涵是不同的；B.抱负的间歇式反响器和全混流反响器的抱负的内涵是一样的，都是反响器内温度和组成处处一样；U抱负的间歇式反响器和全混流反响器的抱负的内涵是不一样的，虽然都是反响器内温度和组成处处一样，但前者随着时间的变化温度和组成可能都发生变化，而后者则不随时间变化；D.平推流和全混流反响器都是连续流淌式反响器，前者的返混为零，后者为无穷大2 .宏观流体和微观流体是流体凝集态的两种极端形式，流体的凝集态不同，对反响结果一般有明显的影响，但对于（）是例外。A.一级不行逆反响B.在平推流反响器内进展反响C.在全混流反响器内进展反响D.零级反响3 .对于瞬时收率和总收率，以下正确的推断是(AC)A.对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等B.对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等C.对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系D.对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系4.关于E函数和F函数，下面正确的选项是(BCD)A.F(t)=E(t)B.F(t)=l,E(t)dtc,E(t)=dF(t)dt;df()=J'Edt=1OO5 .轴向分散系数与集中系数，下面论述正确的选项是()A.两者实质上是一样的，都符合FiCk定律B.两者实质上是不同的，轴向分散系数的定义实际上是借用了FiCk定律的形式C.轴向分散系数是与流淌有关系的D.集中系数是物质本身的一种属性6 .对于一个气固相催化反响过程，以下属于动力学因素的是(CD)A.气膜集中B.孔内集中C.反响物的吸附和产物的脱附D.外表反响7 .测定停留时间分布常用的方法有脉冲示踪法和阶跃示踪法，关于这两种方法，以下描述正确的选项是(ABD)A.这两种方法都是物理示踪法8 .依据脉冲示踪法得到的试验数据，可以直接得到E函数C.依据阶跃示踪法得到的试验数据，可以直接得到E函数D.依据阶跃示踪法得到的试验数据，可以直接得到F函数8.对于化学反响的生疏，下面正确的选项是(BD)A.化学反响的转化率、目的产物的收率仅与化学反响本身和使用的催化剂有关系8 .化学反响的转化率、目的产物的收率不仅与化学反响本身和使用的催化剂有关，而且还与反响器内流体的流淌方式有关C.反响器仅仅是化学反响进展的场所，与反响目的产物的选择性无关D.反响器的类型可能直接影响到一个化学反响的产物分布9 .关于非抱负流淌与停留时间分布，论述正确的选项是(AC)A.一种流淌必定对应着一种停留时间分布B.一种停留时间分布必定对应着一种流淌C.一种停留时间分布可能对应着多种流淌D.流淌与停留时间分布存在一一对应关系10.关于基元反响的生疏，正确的选项是（AB）A.分子数是针对基元反响的概念B.基元反响的计量系数与对应物种的反响级数之间存在一一对应关系C.基元反响AfR和2A2R意义是一样的D.有的基元反响的总反响级数可能是小数三、填空题（共10题,每题2分，共计20分）1 .所谓“三传一反"是化学反响工程学的根底，其中“三传”杲指一量传沸、执昂化涕知动昂化涕,“一反”县指耳响动力学.、2 .各种操作因素对于简洁反响的影响虽然各不一样，但通常温度上升有利于活化能高的反响的选择性，反响物浓度上升有利于反响级数的反响的选择性。3 .测定非抱负流淌的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉动示踪法和阶跃示踪法。4 .在均相反响动力学中，利用试验数据求取化学反响速度方程式的两种最主要的方法为积分法、微分法。5 .多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N,轴向集中模型的唯一模型参数为PC（或EzuL）o6 .工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性利稔定忤。7 .某反响速率常数的单位为m3/（mol.hr）,该反反为2或反响。8 .对于反响A+2B-2R,各物质反响速率之间的关系为（-rA）:（-rp）：rR=1:2:2（.9 .平推流反响器和全混流反响器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反响。10 .某反响的计量方程为A-R+S,则其反响速率表达式o11 .反响级数不行能（可能/不行能）大于3。12 .对干单一反响，在一样的处理量和最终转化率条件下，选择反响器时主要考虑反响器的大小：而对于复合反响，选择反响器时主要考虑的则是目的产物的收率013.完全混合反响器（全混流反响器）内物料的温度和浓度一UL_，并且（大于/小于/等于）反响器出口物料的温度和浓度。14 .化学反响工程是一门争论化学反响的工程问题的科学。15 .对于反响级数n>0的反响，为降低反响器容积，应选川平推数反响器为官。16对干恒容的平推流管式反响器平均停留时间、反响时间、'空时伞都。17 .假设流体是分子尺度作为独立运动单元来进展混合，这种流体称为微观流体C18 .流体的混合程度常用调匀度、流体的混合态来描述。19 .催化剂在使用过程中，可能因晶体构造变化、融合等导致外表积削减造成的物理失适Ji可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活20.对于多孔性的催化剂，分子集中很简洁，当微孔孔径在约0.1Um时,分子与孔壁的碰撞为集中阻力的主要因素。四、名词解释（共5题，每题3分，共计15分）1 .把握体积：能把反响速率视作定值的最大空间。2 .动态模型：模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型3 .固定反响器：但凡流体通过不动的固体物料所形成的床层而进展反响的装置都称作“固定床反响器4 .平推流是指：反响物料以全都的方向移动，且在整个截面上的流量相等。5 .拟均相一维模型：无视固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差异的反响器的数学模型称之为“拟均相一维模型6 .全混流是指：刚进入反响器的颖物料与以存在反响器中的物料能瞬间混合，以致物料各处的温度和浓度完全一样。7 .分布参数模型：模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型“。8 .拟均相一维模型：无视固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差异的反响器的数学模型称之为“拟均相一维模型“9 .固定反响器：但凡流体通过不动的固体物料所形成的床层而进展反响的装置都称作“固定床反响器%10分子集中：对于多孔性的催化剂，分子集中很简洁，当孔径较大时，集中阻力是由分子间碰撞所致，这种集中通常称为分子集中。五、计算题（共3题，每题10分,共计30分）1.气相基元反响A+2B2P在30°C和常压下的反响速率常数kc=2.65×I6m6kmol-2s-io现以气相分压来表示速率方程，即（-a）=kpPApB2,求kp?（假定气体为抱负气体）解=273÷3O=3O3K<=2.65×104m*kmoY,c-RT-T，4paP：k4.2.65xIOlm*kmo3s,1.（KTy-（8.314Ukmo,K,x303d=1.6S5×10kmolm*,s'kPa,2.有一反响在间歇反响器中进展，经过8min后，反响物转化掉80%,经过18min后，转化掉90%,求表达此反响的动力学方程式。解lr-1Ifz.、i0.81出M）一，£,£z.、10.91ao'1Ii1-0.9-2©设正确.动力学方程为d/A3.反响A(g)+B(I)-C(I)气相反响物A被B的水溶液吸取，吸取后A与B生成Co反应动力学方程为："=kCACB.由于反响物B在水中的浓度远大于A,在反响过程中可视为不变，而反响物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。试求此反响器中液相体为53时C的生成量。k=lm3kmol-hr-,C=3kmol.m-3jCBOA饱和=0.02kmol.m-3,水溶液流量为IOmahrio解lcA由已知条件，CA与。均为常数TASrlX002X3-0.06kmolmjhr_1反应时间即液相在反应器中的停阻时间r-=0.5hrIOmhr,C的生成量NC=006kmolm'3hr"10.5hr×5m,=0.!5kmol4.反响(CHCO)O+H2O+HO-2CHCOOH在间歇反响器中15下进展。一次参与反响物料50kg;其中(CHCO)0的浓度为216molm-3,物料密度为105OmOim-3。反响为拟一级反响，速率常数为k=5.708×107exp(-ERT)mini,E=49.82kJ.mor.<,求Xa=0.8时，在等温操作下的反响时间。k = 5.7O8xlO7exp（-498208.314x288=0.05252 min-1In0.05252 1-0.8= 30.6 min5 .液相一级不行逆分解反响A-B+C于常温下在一个2rm全混流反响器(CSTR,MFR,连续搅拌槽式反响器)中等温进展。进口反响物浓度为Ikmol.ms,体积流量为lm3hn,出口转化率为80%o因后续工段设备故障，出口物流中断。操作人员为此紧急停顿反响器进料。半小时后故障排解，生产恢复。试计算生产恢复时反响器内物料的转化率为多少?解首先求反应速率常数VCM-CA21-0.2.)k一三-AiA-k=2hr匕一%02*全混流反应器切断迸出料即为间歇反应器幺U幺,产MCA三0.0736kmol11'%0.2Acm-c1-0.0736oi,Xa=An0.9264A二I6 .一气相分解反响在常压间歇反响器中进展，在400K和500K温度下，其反响速率均可表达为一rA=23pA2mol.m3sr,式中PA的单位为kPa。求该反响的活化能。W将分压换算成浓度：PA=C匹400K下：-rl=23p：kmol113sh-O=23（400“同理：500K下：f=23c*00K）aE=7421Jmol