《2023年反应工程总复习题超详细解析超详细解析答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年反应工程总复习题超详细解析超详细解析答案.pdf（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、化学反响工程试题答案 一、单项选择题：共 60 小题，每题 0.5 分 1、化学反响工程是研究如下问题的学科：A A、化学反响器工程问题 B、化工单元操作 C、反响器特性 D、传递特性 2、化学反响工程研究的对象是：A A、化学反响器 B、单元操作 C、化工流程 D、化学工艺 3、连续操作的反响器的独立变量为 C A、浓度 B、反响时间 C、反响器体积大小 4、理想混合的间歇反响器的独立变量为 B A、反响速率 B、反响时间 C、反响空间 5、连续操作的理想混合流反响器的独立变量是：C A、反响物浓度 B、反响时间 C、反响空间 6、间歇操作的反响器所具有的特点包括：A A、参数随时间变化 B
2、、参数随空间变化 C、累积量为零 D、累积量不为零 7、在对理想的全混流反响器进行物料衡算时，下面哪些量为零：D A、流入量 B、流出量 C、反响量 D、累积量 8、在对定常态操作的反响器进行物料衡算时，下面哪些量为零：D A、流入量 B、流出量 C、反响量 D、累积量 9、稳定的定常态操作点符合如下条件：A A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 10、假设 CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点，那么该操作状态具有的特点是：C A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 11、在 CSTR 中进行一级不可逆反响，最
3、多可以有几个定常态操作点？D A、0 B、1 C、2 D、3 E、4 12、对于反响级数大于零的反响，下述情况哪种容积效果最高？C A、单釜 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR 13、对于自催化反响，下述情况哪种容积效果最高？A A、CSTR 串联 PFR B、最优循环比下操作的 PFR C、CSTR 14、稳定的定常态操作的 CSTR 反响器在该操作点以下情况是必然成立的：B A、移热速率等于放热速率 B、移热速率大于放热速率 C、移热速率小于放热速率 15、对于级数大于零的自催化反响，其动力学线 AAxr1一般存在一个极值，下述情况哪种容积效果最高？D A、单釜 CSTR B、多釜
4、CSTR C、PFR D、CSTR 串联 PFR 16、对于反响级数小于零的反响，下述情况哪种容积效果最高？A A、单釜 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR 17、对于绝热的放热反响，下述哪种操作方式的容积效果最高？A A、CSTR 串联 PFR B、最优循环比下操作的 PFR C、CSTR 18、平推流反响器的空时与反响时间之间的关系以下哪种说法正确？C A、总是相等 B、总是不相等 C、不确定 19、全混流反响器的空时与反响时间之间的关系以下哪种说法正确？C A、总是相等 B、总是不相等 C、不确定 20、平推流反响器中进行恒温、恒压等分子气相反响时，空时与反响时间之间的关系以下哪种
5、说法正确？A A、总是相等 B、总是不相等 C、不确定 21、间歇反响器的反响转化率与反响器大小之间下述说法哪些正确？B A、与反响器大小有关 B、与反响器大小无关 C、不确定 22、在对间歇反响器进行设计时，反响器体积大小与下述哪个因素有关？B A、反响时间 B、单位时间处理量 C、不确定 23、从反响器的停留时间分布测定中求得无因次方差98.02，那么反响器可近视为：B A、理想的平推流反响器 B、理想的全混流反响器 C、理想混合间歇反响器 24、从反响器的停留时间分布测定中求得无因次方差02.02，那么该反响器可近视为：A A、理想的平推流反响器 B、理想的全混流反响器 C、理想混合间歇
6、反响器 的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的25、固定催化反响床层的空隙率B是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当B过大时，会导致流体如下现象产生：B A、床层压降变大 B、沟流现象 C、床层热点 26、采用平推流和全混流反响器进行任意级数的反响，假设反响空时相等，那么平推流反响器 出 口 转 化 率 与 全 混 流 反
7、 响 器 的 出 口 转 化 率 之 间 的 大 小 关 系：C A、总是大于 B、总是小于 C、不能确定 27、假设脉冲法测得一反响器存在流体质点停留时间分布，那么：C A、一定存在返混 B、不存在返混 C、不能确定 28、假设气固多相催化反响为内扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反响速度的影响：B A、提高流体线速度 B、减小催化剂的粒径 C、增大线速度、D 增大催化剂粒径 29、假设气固多相催化反响为外扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反响速度的影响：C A、提高流体线速度 B、减小催化剂的粒径 C、增大线速度、D 增大催化剂粒径 30、假设气固多相催
8、化反响器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改进：B A、提高流体线速度 B、改善床层空隙率均一 C、增大催化剂粒径 31、假设气固多相催化反响器内存在壁效应现象，可以通过下述哪种措施加以改进：C A、增大催化剂粒径 B、减小反响器直径 C、增大反响器直径 32、假设气固多相催化反响器内存在短路流现象，可以通过下述哪种措施加以改进：B A、增大催化床层直径 B、改善床层空隙率均一 C、增大催化剂粒径 33、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为：A A、努森扩散 B、分子扩散 C、构型扩散 34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为：B
9、 A、努森扩散 B、分子扩散 C、构型扩散 35、催化剂颗粒的有效利用系数与催化剂的颗粒直径有关，当颗粒直径增大时，内外表利用率：B A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的36、催化剂颗粒的有效利用系数与反响温度有关，反响温度提高，内外表利用率：A A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定
10、 37、均相 CSTR 反响器中放热 S 形曲线与移热直线一般有 3 个交点，高温区交点具有如下特征：A A、稳定的定常态 B、非稳定的定常态 C、不能确定是否稳定 38、均相 CSTR 反响器中放热 S 形曲线与移热直线一般有 3 个交点，中温区交点具有如下特征：B A、稳定的定常态 B、非稳定的定常态 C、不能确定是否稳定 39、均相 CSTR 反响器中放热 S 形曲线与移热直线一般有 3 个交点，低温区交点具有如下特征：A A、稳定的定常态 B、非稳定的定常态 C、不能确定是否稳定 40、某反响器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差20，那么这个反响器近似可看作为：A A、理想的平推流反
11、响器 B、理想的全混流反响器 C、理想混合间歇反响器 41、以下图中分别代表 5 股物流；a、b、c、d 代表四个操作点；L1、L2、L3分 别 代 表 三 条 不 同 的 关 系 曲 线，那 么 曲 线L1代 表 的 含 义 为：B A、平衡温度线 B、最优温度线 C、动力学曲线 42、如上图，曲线 L2 代表的含义为：A A、平衡温度线 B、最优温度线 C、动力学曲线 的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移
12、热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的43、如上图，曲线 L3 代表的含义为：C A、平衡温度线 B、最优温度线 C、动力学曲线 44、如上图，a 点的转化率与 d 点的转化率之间的关系为：B A、xaxd B、xaxc B、xbEF BDE0 的反响，PFR 的容积效率总是大于间歇釜式的反响器。6、对于反响级数 n0 的反响，完成相同的生产任务，采用多釜串联的全混流反响器的容积效率小于单釜操作。7、平推流反响器进行恒温恒压等分子反响时，空间时间与反响时间相等。8、采用全混流反响器进行反响级数 n0 的反响，当生产任务确定后，串联的 CSTR 反响器
13、级数越多，反响器的容积效率越低。9、当多相催化反响过程为外扩散过程所控制时，通过减少催化剂颗粒粒径可以显著提高宏观反响速度。10、间歇反响器的反响物到达一定的转化率与反响器体积大小无关，反响器体积大小取决于生产强度。11、对于稳态 CSTR 反响器内进行的化学反响，其反响速率总是固定不变的。12、定常态操作的 CSTR 反响器移热速率与放热速率相等，那么可以认为该反响器是稳定的。13、完成相同的生产任务，对于级数大于零的反响，多釜串联的 CSTR 反响器容积效率总是高于单釜。14、对于反响级数 n0 的反响，间歇釜式反响器的平均反响速率总是高于全混流 反响器，因此完成相同的生产任务所需要反响器
14、体积总是小于全混流反响器。15、脉冲实验测得某一反响器内的流体质点存在明显的停留时间分布，那么可认为该反响器一定存在返混现象。16、定常态操作的 CSTR 反响器移热速率等于放热速率缺乏以说明该操作点是稳定的定常态操作点。17、可以通过提高固定催化床反响器床层空隙率B来降低床层阻力降P。的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的18、
15、减少催化剂颗粒粒径可以显著提高一个以内扩散为控制步骤的多相催化反响过程。19、流体质点存在停留时间分布一定是由于返混所造成的。20、多相催化反响催化剂的效率因子与催化剂的平均孔径相关，孔径越小，那么效率因子越大。四、简答题共 6 小题，每题 5 分 1、简要说明化学反响工程研究的任务主要包括哪些？答案要点：1研究反响器的三个传递特性及所进行反响的动力学特性；2确定反响器的型式及操作方式；3对反响器进行最正确设计及确定最正确的反响器条件；2、简要说明研究化学反响工程学的根本方法包括哪些？答案要点：根本方法是：模型方法，包括 1物料衡算模型；2热量衡算模型；3动量衡算模型；4反响动力学模型；5参数
16、计算式。3、简要说明反响器的特性具体包括哪些内容？答案要点：1流动状态特性；2混合状态特性；3传热特性 4、理想反响器包括哪些形式？试写出它们的根本设计方程式。答案要点：理想反响器的形式包括：1理想混合间歇搅拌反响器；的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的2理想平推流反响器；3全混流反响器 根本设计方程式：1理想混合间歇搅拌反响器
17、：AxAAArdxCt00 2理想平推流反响器：AxAAArdxC00 3全混流反响器：AAArCC0 5、气固多相催化反响一共分为哪七个步骤？答案要点：1反响物从气流主体扩散到固体催化剂的外外表外扩散过程 2反响物进一步向催化剂的微孔内扩散内扩散过程 3反响物在催化剂的外表上被吸附吸附过程 4吸附的反响物转化为反响的生成物外表反响过程 5反响物从催化剂的内外表上脱附下来脱附过程 6脱附下来的生成物分子从微孔内向外扩散到催化剂外外表处内扩散过程 7生成物分子从催化剂外外表扩散到主体气流中被带出外扩散过程 6、单一反响的反响器形式及操作方式的选择根据Ar1与 CA关系可以包括三种情况，试说明这三
18、种情况分别采用何种反响器形式及操作方式？并比拟其优劣顺序。答案要点：1Ar1与 xA呈单调上升一切 n0 的不可逆等温反响：优劣顺序：平推流-多釜串连全混流-单釜全混流；2Ar1与 xA呈单调下降一切 n0 的不可逆等温反响：优劣顺序：单釜全混流-多釜串连全混流-平推流；的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的3Ar1与 xA的曲线
19、上存在极小值自催化反响或绝热操作的放热反响具有该特性 优劣顺序：单釜全混流串连平推流平推流全混流；五、计算题共 2 小题，每题 5 分 1、5 分某反响器的脉冲示踪的测试数据如下：t,s 10 20 30 40 50 60 70 80 C,g/L 0 3 5 5 4 2 1 0 应用此反响器进行一级不可逆反响，该反响在全混流反响器内进行时，当在相同的下，其出口转化率82.0Ax，试求该反响在本反响器中进行时的出口转化率设可按多釜串联模型模拟。解：1求该反响的平衡常数：sCCttiii4001245530080170260450540530320010 根据CSTR 的设计方程可知：100011
20、39.0)82.01(82.040)1(skksxkCxCrxCAAAAAAA 2多釜串联模型计算转化率：的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的釜取842.81188.0111188.0160019019040012455300801702604505405303200102222222222222222NttCiCittit 转
21、化率：973.08401139.01111118NANkx 2、5 分在一固定床反响器中装填mm6球型催化剂进行 AP 的一级不可逆反响。在反响条件下外扩散影响可以忽略，本征动力学方程为：/s.kgCatm104.52ktmol/s.kgCa 33-AAkCr CA0=1mol/m3，有 效 扩 散 系 数De为scm/10533，颗 粒 密 度3/1000mkg，要求 A 的转化率为 80%，每天生产 100kmol 的产品 P，试求：（1）该过程的宏观反响速率；（2）为到达工艺所要求的生产能力，需装填多少公斤的催化剂？注：单位颗粒体积速率常数 kv与床层本征动力学常数 k 间的关系为：kk
22、v，当3s时，1tanhs 解：1宏观反响速率：的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的smmolkCkCrDekvRskkvAGASobssssps./338.1296.002.91102.931tanh1302.91010552.410352.434321 2填装催化剂的量 W：kgxkCxFxkCFWxkCdxFWAAAPAA
23、AAAAA51511ln11ln)1(00000 六、论述题共 2 小题，每题 10 分 1、化学反响工程研究和核心问题是“三传一反，何谓“三传一反？对于规模放大后的工程问题往往会出现“放大效应，你对“放大效应是如何理解的？放大效应是否具有科学的必然性？答案要点：1三传一反：质量传递、热量传递、动量传递和反响动力学 2装置中的“三传是极其复杂的，规模放大时的“三传也随之发生变化，即出现“放大效应，因此要解决好装置的放大效应，就必须对反响器内流体的三传传热、传质、动量传递有一个十分清晰的认识；3放大效应不具备科学的必然性。2、试从“三传一反的角度出发简要论述催化裂化多相反响器为何选择流化床提升管
24、反响器型式，而不选用固定床反响器的原因。答案要点：（1）当催化剂的活性寿命：重油催化裂化过程催化剂结炭速率很快，活性下降很快，频繁更换催化剂从经济上讲是不合理的，提升管催化裂化装置存在反响再生系统，失活的催化剂可以通过再生系统再生后重复进入反响器进行反响；（2）质量传递因素：重油是一些大分子的烃类组成的具有粘稠状的物质，反响器控制步骤一般为催化剂的颗粒内扩散，因此，提高反响的速率的方法是尽可能减少催化剂的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的的颗粒直径，流化床催化裂化催化剂一般为粉状，可以在很大程度上解决内扩散的问题。假设采用固定床，装填粉状催化剂颗粒将导致很高床层压降，动力消耗较大，从在经济上也是不合理的。的独立变量为浓度反响时间反响器体积大小理想混合的间歇反响器的独立变量为反响速率反响时间反响空间连续操作变化参数随空间变化累积量为零累积量不为零在对理想的全混流反响器进行物料衡算时下面哪些量为零流入量流出量操作点符合如下条件移热速率大于放热速率移热速率小于放热速率移热速率等于放热速率假设的某一操作点是稳定的