化学反应工程期末考试题及答案.pdf

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1、 化 学 反 应 工 程 试 题 XXX大 学 化 学 反 应 工 程 试 题 B(开)卷(答 案)2011 2012学 年 第 一 学 期 一、单 项 选 择 题：(每 题 2 分，共 2 0分)1.反 应 器 中 等 温 进 行 着 A-P(l)和 A-R(2)两 个 反 应,当 降 低 A 的 浓 度 后,发 现 反 应 生 成 P 的 量 显 著 降 低，而 R 的 生 成 量 略 降 低，表 明(A)A.反 应(1)对 A 的 反 应 级 数 大 于 反 应(2)B.反 应(1)对 A 的 反 应 级 数 小 于 反 应(2)C.反 应(1)的 活 化 能 小 于 反 应(2)D.反

2、 应(1)的 反 应 速 率 常 数 大 于 反 应(2)2.四 只 相 同 体 积 的 全 混 釜 串 联 操 作，其 无 因 次 停 留 时 间 分 布 的 方 差 值 为(B)A.1.0 B.0.25 C.0.50 D.0A 8 P-.3.对 一 平 行 一 连 串 反 应 A R,P为 目 的 产 物，若 活 化 能 次 序 为：E 2 Ei A2 B.-rAi=-rA2 C.-rAi-rA2 D.不 能 确 定 何 者 为 大 2=o.i5.已 知 一 闭 式 反 应 器 的 u L,该 反 应 器 若 用 多 釜 串 联 模 型 来 描 述，则 模 型 参 数 N 为(B XA.4

3、.5 B.5.6 C.3.5 D.4.06.固 体 催 化 剂 之 所 以 能 起 催 化 作 用，是 由 于 催 化 剂 的 活 性 中 心 与 反 应 组 分 的 气 体 分 子 主 要 发 生(Q,A.物 理 吸 附 B.化 学 反 应 C.化 学 吸 附 D.质 量 传 递 7.包 括 粒 微 孔 体 积 在 的 全 颗 粒 密 度 称 之 为(B)A.堆(积)密 度 B.颗 粒 密 度 C.真 密 度 D.平 均 密 度 8.在 气 固 催 化 反 应 动 力 学 研 究 中，循 环 式 无 梯 度 反 应 器 是 一 种(C)oA 平 推 流 反 应 器 B.轴 向 流 反 应 器

4、 C.全 混 流 反 应 器 D.多 釜 串 联 反 应 器ks-KAPA J K B PR9.某 液 相 反 应，其 反 应 式 可 写 成 A+C 9R+C这 种 反 应 称 为 卷）；*-4 一 夕 行 A.均 相 催 化 反 应 B.自 催 化 反 应 C.链 锁 反 应 富 音 磁 窗 网 3 十 K Z）10.高 径 比 不 大 的 气 液 连 续 鼓 泡 搅 拌 釜，对 于 其 中 的 气 相 和 液 相 的 流 动 常 可 近 似 看 成（B）A.气、液 均 为 平 推 流 B.气、液 均 为 全 混 流 C.气 相 平 推 流、液 相 全 混 流 D.气 相 全 混 流、液

5、相 平 推 流 二、填 空 题（每 题 5 分，共 3 0分）1.一 不 可 逆 反 应,当 反 应 温 度 从 25（:升 高 到 3 5 P时，反 应 速 率 增 加 一 倍，则 该 反 应 的 活 化 能 为 52894 m o l。上=）=皿 28.314 298 308解：,E=52894J/m o/,2.一 气 固 催 化 反 应 A+B R,若 本 征 反 应 速 率 方 程 为:则 该 反 应 可 能 的 反 应 机 理 为 A+b=Aai52+2。=2B（rAb+B）J Kb+b（此 步 为 速 率 控 制 步 骤 Ra=R+a3.间 歇 釜 反 应 器 中 进 行 如 下

6、反 应：A f 尸（1）-rAi=k!CAa lA f S（2）-rA 2=k2CAa2在 CAO和 反 应 时 间 保 持 不 变 下，降 低 反 应 温 度，釜 液 中 CP/C S增 大，表 明 活 化 能 E1与 E2的 相 对 大 小 为 E1VE2;在 温 度 和 反 应 时 间 保 持 不 变 下,增 高 反 应 浓 度，釜 液 中 CP/C S增 大，表 明 反 应 级 数 al、a 2的 相 对 大 小 为 ala2。A.ala2 B.ala2 C.活 化 能 EIE24 从 反 应 器 停 留 时 间 分 布 测 定 中，求 得 无 因 次 方 差=0 9 8,反 应 器

7、可 视 为 全 混 流 反 应 器 又 若 求 得 无 因 次 方 差 4=）2,则 反 应 器 可 视 为 活 塞 流 反 应 器。5.有 两 个 有 效 容 积 不 等 的 全 混 流 反 应 器 串 联 操 作，反 应 为 二 级 不 可 逆 反 应 A-P,若 大 釜 在 先,小 釜 在 后，出 口 转 化 率 为 XA1，小 釜 在 先、大 釜 在 后，则 出 口 转 化 率 为 X A 2,两 种 情 况 下，迸 料 流 速、进 料 浓 度 和 反 应 温 度 均 相 同，比 较 XA 1和 XA2的 相 对 大 小 为 X A 1 X A 2。6.在 固 定 床 反 应 器 中，

8、分 别 进 行 一 级 和 二 级 不 可 逆 气 固 催 化 反 应，试 比 较 a、b 两 处 的 n值 大 小(a处 靠 近 反 应 器 的 进 口，b 处 靠 近 反 应 器 的 出 口)，并 说 明 理 由。(I)一 级 放 热 反 应，绝 热 操 作；%nb(2)二 级 反 应,等 温 操 作。如 E2,则 反 应 温 度 应 尽 可 能 采 用 高 温 或 低 温？答：为 使 目 的 产 物 P 的 选 择 性 高，应 选 择：(1)若 采 用 间 歇 反 应 釜,其 加 料 方 式 为 A 一 次 性 加 入，B 连 续 滴 加；(2)若 采 用 管 式 反 应 器,其 进 料

9、 方 式 为 A 从 反 应 器 进 口 处 加 入，B 沿 管 长 多 处 加 入;(3)若 E I E2,则 反 应 温 度 应 采 用 遢 2.在 四 段 绝 热 式 固 定 床 反 应 器 中 进 行 n 级 不 可 逆 反 应，各 段 的 催 化 剂 量 相 同，且 控 制 进 入 各 段 的 反 应 物 料 温 度 相 等.若 n0,试 问(1)哪 一 段 的 净 转 化 率 最 大?哪 一 段 最 小？(2)若 段 间 采 用 冷 激 方 法 进 行 降 温,试 问 第 一 段 与 第 二 段 之 间 和 第 二 段 与 第 三 段 之 间 哪 处 需 加 入 的 冷 激 剂 量

10、 多?为 什 么？解：(1)虽 然 各 段 进 口 温 度 相 等，在 催 化 剂 量 相 同 的 情 况 下，净 转 化 率 也 按 1至 4 段 的 顺 序 递 减，第 一 段 最 大，第 二 段 次 之，第 三 段 再 次 之，第 四 段 最 小.(2)因 第 一 段 反 应 量 大 于 第 二 段 反 应 量，所 以 1-2段 间 要 取 出 的 热 量 比 2-3段 间 要 取 出 的 热 量 大，因 而 1-2段 间 需 要 的 冷 激 量 也 大 于 2-3段 间 需 要 的 冷 激 剂 量.四、计 算 题：(第 1,2题 均 为 12分，第 3题 为 14分，共 那 分 1.在

11、 反 应 体 积 为 1 m3的 釜 式 反 应 器 中，环 氧 丙 烷 的 甲 醇 溶 液 与 水 反 略 声 变 舞】,2:H2C O C H C H3+H2O f H2C O H C H O H C H3该 反 应 对 环 氧 丙 烷 为 一 级，对 水 为 零 级，反 应 温 度 下 反 应 速 率 常 数 等 于 0.98夕 1,原 料 液 中 环 氧 丙 烷 的 浓 度 为 2.1kmol/m3,环 氧 丙 烷 的 最 终 转 化 率 为 90%。2 A+B 一，P(1)若 采 用 间 歇 操 作,辅 助 时 间 为 0.65h,则 丙 二 醇-1,2 的 日 产 春 啜 少 今

12、一。(2)有 人 建 议 改 在 定 态 下 连 续 操 作，其 余 条 件 不 变，则 丙 二 醇-1,2 的 日 产 量 又 是 多 少？(3)为 什 么 这 两 种 操 作 方 式 的 产 量 会 有 不 同？解：Vr=l m rA=k CA,k=0.98h CA O=2.1kmol/l,XA=0.9(1)一 级 不 可 逆 反 应：t=-1 l n(l-xA f)=一 焉 ln(l-0.9)=2.35/zVr=Q o(f+t0)=Q o(2.35+0.65)=1Q o=1/3m I h丙 二 醇 的 浓 度=C40X4=2.1 x 0.9 1.89km o l/m3丙 二 醇 的 产

13、量=QO CA O X A F=1.89x 1/3=0.63A7“O/Z=15.15AT M O 日(2)采 用 定 态 下 连 续 操 作 y:2 X”x 0.9 ir k(l-XA f)-0.9 8(1-0.9)一 所 以 Qo=O.lO9m7h丙 二 醇 的 产 量=4 9 x 1.89=G.2058kmol/h=4.939kmol/日(3)因 连 续 釜 在 低 的 反 应 物 浓 度 下 操 作，反 应 速 率 慢，故 产 量 低。2.对 一 闭 式 反 应 器 进 行 停 留 时 间 分 布 实 验 测 定，在 Q=300L/min下，得 到 E(t)t关 系 如 下 图 所 示。

14、由 于 该 图 放 置 已 久，纵 坐 标 模 糊 不 清。试 根 据 E(t)函 数 性 质 确 定 并 计 算：(1)E(t)(2)F(t)(3)该 反 应 器 体 积 为 多 少？(4)多 级 串 联 模 型 参 数 N 为 多 少？(5)无 因 次 方 差 后 为 多 少？(6)轴 向 扩 散 模 型 参 数 Pe为 多 少？t/min答：(1)E(t)=-l/200(t-20)(2)F(t)=-t2/400+0.1t(3)V=2 m3(4)多 级 串 联 模 型 参 数 N=2CT2=J _=l(5)无 因 次 方 差 9 一 N 一 53.某 一 级 不 可 逆 气 固 催 化 反

15、 应，在 反 应 温 度 150。(:下，测 得 kp=5N,有 效 扩 散 系 数 DeA=0.2cm2/so 求：(1)当 颗 粒 直 径 为 0.1m m时，扩 散 影 响 是 否 已 消 除？(2)欲 保 持 催 化 剂 扩 散 有 效 因 子 为 0.8,则 颗 粒 直 径 应 不 大 于 多 少？g 工 叵=%J Z=0.0 0 8 3 3 J6 DeA 6 V0.2 3/.T 7(2)T=-f-=0.8(|)lta iih 3 0 3|)/试 差，得。=0.684尸 I kP _ dP I 5 _ 5 _ n AR0=-=J=d n U.oo6 DeA 6 V0.2 6 7解.d

16、p 0.816 cmXX大 学 化 学 反 应 工 程 试 题 一、选 择 题 1、气 相 反 应 c 0+3 H 2 C H 4+H 2 O进 料 时 无 惰 性 气 体，c 与“2 以 1：2摩 尔 比 进 料，则 膨 胀 因 子 线。=_A_OA.-2 B.-1 C.1 D.2K K。2、一 级 连 串 反 应 A-A P-A S在 间 歇 式 反 应 器 中，则 目 的 产 物 P的 最 大 浓 度 Cp.max-AC(K|产/_CM_ r、K二 K、_ QM_A.何 B.(/&严+lf：.兄 D.(&/&严+l f3、串 联 反 应 A-P(目 的)T R+S,目 的 产 物 P与

17、副 产 物 S的 选 择 性=_c_。%,一 np 几 p o Up/7 o.一 poA.nA o.nA B.C.s _ 几 so D.R 长 4、全 混 流 反 应 器 的 容 积 效 率 n=1.0时，该 反 应 的 反 应 级 数 n j _。A.0 D.05、对 于 单 一 反 应 组 分 的 平 行 反 应 P（主）s（副），其 瞬 间 收 率 为 随 G 憎 大 而 单 调 下 降，A则 最 适 合 的 反 应 器 为 一 B _oA.平 推 流 反 应 器 B.全 混 流 反 应 器 C.多 釜 串 联 全 混 流 反 应 器 D.全 混 流 串 接 平 推 流 反 应 器 6、

18、对 于 反 应 级 数 n0的 不 可 逆 等 温 反 应，为 降 低 反 应 器 容 积，应 选 用 一 AA.平 推 流 反 应 器 B.全 混 流 反 应 器 C.循 环 操 作 的 平 推 流 反 应 器 D.全 混 流 串 接 平 推 流 反 应 器 7、一 级 不 可 逆 液 相 反 应 A=2R,=2.30“心/,出 口 转 化 率“A=6 7,每 批 操 作 时 间/+。=2，装 置 的 生 产 能 力 为 50000 kg产 物 R/天，加 及=60,则 反 应 器 的 体 积 V为 工 二 A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.48、在 间 歇 反 应 器 中

19、 进 行 等 温 一 级 反 应 A-B,rA0MCAmol/l-s,当，0=1?。/时，求 反 应 至 CA=0.01，加/所 需 时 间 t=_ B _ 秒。A.400 B.460 C.500 D.5609、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，=D _olK2/KJA.K KIn(KJK,)、(a/&)110、分 批 式 操 作 的 完 全 混 合 反 应 器 非 生 产 性 时 间/o不 包 括 下 列 哪 一 项 一 B。A.加 料 时 间 B.反 应 时 间 C.物 料 冷 却

20、 时 间 D.清 洗 釜 所 用 时 间 11、全 混 流 反 应 器 中 有 二 一 个 稳 定 的 定 常 态 操 作 点。A.1 B.2 C.3 D.412、全 混 流 反 应 器 的 容 积 效 率 n小 于 1.0时,且 随 着 力 入 的 增 大 而 减 小，此 时 该 反 应 的 反 应 级 数 n D 0A.0 D.013、当 反 应 级 数 n_p_时，微 观 流 体 具 有 比 宏 现 流 体 高 的 出 口 转 化 率。A.=0 B.=1 C.1 D.114、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

21、 剂 的 种 类 B.示 踪 剂 的 输 入 方 式 C.管 的 流 动 状 态 D.检 测 位 置 15、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 _ C 装 置。A.填 料 塔 B.喷 洒 塔 C.鼓 泡 塔 D.搅 拌 釜 一 _/=I/16、催 化 剂 在 使 用 过 程 中 会 逐 渐 失 活，其 失 活 速 率 式 为 力,当 平 行 失 活 对 反 应 物 有 强 扩 散 阻 力 时，d为/A.0 B.=1 C.-3 D.11 7,不 属 于 气 固 相 催 化 反 应 固 定 床 反 应 器

22、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 18、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 _ AA.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 19、下 列 哪 一 项 不 属 于 流 化 床 反 应 器 按 深 度 而 分 的 第 I

23、 I级 模 型 的 特 点 _ g _。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 20、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 在 _目 _围。A.0.1 0.4 B,1.5-1 0 C.1 0-1 5 D.0.4 1.521、全 混 流 反 应 器 进 行 放 热 反 应 时，要 使 反 应 器 操 作 在 稳 定 的 定 常 态，则 必 须 满 足 以 下 条 件 A.移 热 速 率 放 热 速 率 B

24、.移 热 速 率 放 热 速 率 C.移 热 速 率 随 温 度 变 化 率 放 热 速 率 随 温 度 的 变 化 率 D.移 热 速 率 随 温 度 变 化 率 放 热 速 率 随 温 度 的 变 化 率 22、气 固 催 化 反 应 本 征 速 率 是 指 排 除 阻 力 后 的 反 应 速 率。A.外 扩 散 阻 力 B.扩 散 C.外 扩 散 D.吸 附 和 脱 附 23、等 温 液 相 反 应 A+B-P rp=klCACB,2 A-R rR=k2CA2P为 目 的 产 物，有 下 列 四 种 方 案 可 供 选 择，从 提 高 P的 收 率 着 眼 适 宜 选 用 A.间 歇 釜

25、 式 反 应 器，A和 B一 次 性 加 入；B.全 混 流 反 应 器；C.半 间 歇 釜 式 反 应 器，A一 次 性 加 入，B连 续 滴 加;D.半 间 歇 釜 式 反 应 器，B一 次 性 加 入，A连 续 滴 加。24、乙 苯 在 催 化 剂 上 脱 氢 生 成 苯 乙 烯，经 一 段 时 间 反 应 后，苯 乙 烯 生 成 量 不 再 增 加，乙 苯 仍 大 量 存 在，表 明 这 是 一 个 旦 反 应。A.慢 速 B.可 逆 C.自 催 化 D.不 可 逆 25、等 温 恒 容 下 迸 行 各 步 均 为 一 级 不 可 逆 串 联 反 应 A P 上 a S若 保 持 相

26、同 的 转 化 率 XA,调 节 反 应 温 度 使 k2/ki降 低,则 P的 收 率 将 AA.增 大 B.减 小 C.不 变 D.先 增 后 减 26、在 全 混 流 反 应 器 中，反 应 器 的 有 效 容 积 与 进 料 流 体 的 容 积 流 速 之 比 为 二。A.空 时 T B.反 应 时 间 t C.停 留 时 间 t D.平 均 停 留 时 间 27、阶 跃 示 踪 法 测 定 停 留 时 间 分 布 对 应 曲 线 为 B一 A.E(t)曲 线 B.F(t)曲 线 C.I(t)曲 线 D.y(t)曲 线 28、气 固 催 化 反 应 的 扩 散 模 数，其 中 L为 特

27、 征 长 度，若 颗 粒 为 球 形 则 L=*=.A.厚 度/2 B.R C.R/2 D.R/329、对 于 反 应 级 数 n。的 不 可 逆 等 温 反 应,为 降 低 反 应 器 容 积，应 选 用 A。A.平 推 流 反 应 器 B.全 混 流 反 应 器 C.循 环 操 作 的 平 推 流 反 应 器 D.全 混 流 串 接 平 推 流 反 应 器 二、填 空 题 1、化 学 反 应 工 程 是 一 门 研 究 化 学 反 应 的 工 程 问 题 的 科 学。2、化 学 反 应 速 率 式 为=(，如 用 浓 度 表 示 的 速 率 常 数 为 K c，用 压 力 表 示 的 速

28、率 常 数 右，则 Kc=(HT)3 m K p。P住）A-3、平 行 反 应 S（副）均 为 一 级 不 可 逆 反 应，若 E E网，选 择 性 Sp与 浓 度 无 关,仅 是 度 的 函 数。4、对 于 反 应 级 数 n 0的 反 应，为 降 低 反 应 器 容 积，应 选 用 平 推 流 反 应 器 为 宜。5、对 于 恒 容 的 平 推 流 管 式 反 应 器 平 均 停 留 时 间、反 应 时 间、空 时 一 致。6、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 _微 观 雌 7、流 体 的 混 合 程 度 常 用 里

29、 度 呈、流 体 的 混 合 态 来 描 述。8、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 一 物 建 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 一 般 _失 活。9、对 于 多 孔 性 的 催 化 剂，分 子 扩 散 很 复 杂，当 微 孔 孔 径 在 约 一 典 虫 时，分 子 与 孔 壁 的 碰 撞 为 扩 散 阻 力 的 主 要 因 素,这 种 扩 散 称 为 努 森 扩 散.10、绝 热 床 反 应 器 由 于 没 有 径 向 床 壁 传

30、 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 拟 均 相 二 维 模 型 来 计 算。11、对 于 可 逆 的 放 热 反 应，存 在 着 使 反 应 速 率 最 大 的 最 优 温 度（卯 和 平 衡 温 度，二 者 的 关 系 12、描 述 流 化 床 的 气 泡 两 相 模 型，以“。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”如 通 过，而 其 余 部 分 牝 g”则 全 部 以 气 泡 的 形 式 通 过。13、描 述 流 化

31、 床 的 数 学 模 型，对 于 气、乳 两 相 的 流 动 模 式 一 般 认 为 _气 _相 为 平 推 流，而 对 一 乳 相 则 有 种 种 不 同 的 流 型。14、多 相 反 应 过 程 是 指 同 时 存 在 两 个 或 更 多 相 态 的 反 应 系 统 所 进 行 的 反 应 过 程。15、音 二 是 化 学 反 应 工 程 的 基 础。16、不 论 是 设 计、放 大 或 控 制，都 需 要 对 研 究 对 象 作 出 定 量 的 描 述，也 就 要 用 数 学 式 来 表 达 个 参 数 间 的 关 系，简 称 一 数 学 模 型 17、一 级 连 串 反 应 s在 平

32、推 流 反 应 器 中 则 目 的 产 物 P的 最 大 浓 度 C(J、肉 心 2-。./k In(K2/opi _。2)、&2 _ 占)18、着 眼 反 应 组 分 K的 转 化 率 的 定 义 式 为 _ KOK K 119.一 级 连 串 反 应 A-A P S在 间 歇 式 全 混 流 反 应 器 中，则 目 的 产 物 P 的 最 大 浓 度 卜 n(k2/k1)C p,n】ax opt 2/、网 l)20、化 学 反 应 速 率 式 为-%=KcC；C，,如 用 浓 度 表 示 的 速 率 常 数 为*c,用 压 力 表 示 的 速 率 常 数，贝 右。21、理 想 反 应 器

33、是 指 全 混 流 反 应 器、平 推 流 反 应 器。22、具 有 良 好 搅 拌 装 置 的 釜 式 反 应 器 按 逢 典 反 应 器 处 理，而 管 径 小，管 子 较 长 和 流 速 较 大 的 管 式 反 应 器 按 也 蟠 反 应 器 处 理。d Qr.d Qc23、全 混 流 反 应 器 稳 定 的 定 常 态 操 作 点 的 判 据 为 生 二 匕、，而 方 24、平 推 流 反 应 器 的 返 混 为 25、一 个 可 逆 的 均 相 化 学 反 应，如 果 正、逆 两 向 反 应 级 数 为 未 知 时，采 用 一 初 始 速 率 法 一 法 来 求 反 应 级 数。26

34、、分 批 式 完 全 混 合 反 应 器 操 作 的 优 化 分 析 是 以 一 垩 均 四 速 塞 量 大 一、一 生 产 经 费 最 低 一 为 目 标 进 行 优 化 的。27、轴 向 分 散 模 型 的 数 学 期 里 值,方 差 28、测 定 气-液 相 反 应 速 率 的 方 法 与 均 相 反 应 时 不 同 之 点 是 实 验 时 要 排 除 气 相 和 液 相 中 的 一 批 散 阻 力 一,使 反 应 在 动 力 学 区 域 进 行。29、在 流 化 床 中 为 了 传 热 或 控 制 气-固 相 间 的 接 触，常 在 床 设 置 部 构 件，但 很 少 使 用 水 平

35、构 件,它 对 颗 粒 和 气 体 的 上 下 流 动 起 一 定 的 阻 滞 作 用，从 而 导 致 床 产 生 明 显 的 _退 度 _梯 度 和 _幽 _梯 度。30、对 于 气-固 系 统 的 流 化 床 反 应 器 的 粗 颗 粒 系 统，气 速 超 过 起 始 流 化 速 度 后，就 出 现 气 泡，气 速 愈 高，气 泡 的 聚 并 及 造 成 的 扰 动 亦 愈 剧 烈，使 床 层 波 动 频 繁，这 种 流 化 床 称 为 一 聚 式 流 化 床 一 31、当 前 用 于 描 述 气-液 两 相 流 相 间 传 质 的 模 型 有 两 大 类 l 是 按 稳 态 扩 散 来

36、处 理 的 一 双 雕 矍 一 是 按 非 稳 态 扩 散 处 理 模 型，如 一 溶 质 渗 透 模 型 _和 _表 面 更 新 模 型 32、在 建 立 数 学 模 型 时，根 据 基 础 斐 料 建 立 物 料 衡 算 式 的 一 般 式 为 _输 入 量 遍 出 量 反 座 量 土 累 积 量 33、活 化 能 的 大 小 直 接 反 映 了 一 反 座 壁 _对 温 度 的 敏 感 程 度。34、生 成 主 产 物 的 反 应 称 为 一 壬 反 应 _,其 它 的 均 为 一 副 反 应 35、固 定 床 中 颗 粒 的 体 积 相 当 直 径 定 义 为 具 有 相 同 体 积

37、Vp的 球 粒 子 直 径，表 达 式 dv=(6Vp/三、分 析 解 答 题1、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？空 时 是 反 应 器 的 有 效 容 积 与 进 料 流 体 的 容 积 流 速 之 比。（分）反 应 时 间 是 反 应 物 料 进 入 反 应 器 后 从 实 际 发 生 反 应 的 时 刻 起 到 反 应 达 某 一 程 度 所 需 的 反 应 时 间。（分）停 留 时 间 是 指 反 应 物 进 入 反 应 器 的 时 刻 算 起 到 离 开 反 应 器 共 停 留 了 多 少 时 间。（分）由 于

38、平 推 流 反 应 器 物 料 不 发 生 返 混，具 有 相 同 的 停 留 时 间 且 等 于 反 应 时 间，恒 容 时 的 空 时 等 于 体 积 流 速 之 比，所 以 三 者 相 等。（分）2、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？阶 跃 示 踪 法 是 对 于 定 常 态 的 连 续 流 动 系 统，（分）在 某 瞬 间 t=0将 流 入 系 统 的 流 体 切 换 为 含 有 示 踪 剂 A且 浓 度 为 U。的 流 体，（分）同 时 保 持 系 统 流 动 模 式 不 变，并 在 切 换 的 同 时，在 出 口 处

39、 测 出 出 口 流 体 中 示 踪 剂 A的 浓 度 随 时 间 的 变 化。（分）对 应 的 曲 线 为 F（t）,孰。（分）3、简 述 均 相 反 应 及 其 动 力 学 的 研 究 容？答：参 与 反 应 的 各 物 质 均 处 于 同 一 个 相 进 行 的 化 学 反 应 称 为 均 相 反 应。均 相 反 应 动 力 学 是 研 究 各 种 因 素 如 温 度、催 化 剂、反 应 物 组 成 和 压 力 等 对 反 应 速 率、反 应 产 物 分 布 的 影 响，并 确 定 表 达 这 些 影 响 因 素 与 反 应 速 率 之 间 定 量 关 系 的 速 率 方 程。4、对 于

40、 可 逆 放 热 反 应 如 何 选 择 操 作 温 度？答：1）对 于 放 热 反 应，要 使 反 应 速 率 尽 可 能 保 持 最 大，必 须 随 转 化 率 的 提 高，按 最 优 温 度 曲 线 相 应 降 低 温 度；2）这 是 由 于 可 逆 放 热 反 应，由 于 逆 反 应 速 率 也随 反 应 温 度 的 提 高 而 提 高，净 反 应 速 率 出 现 一 极 大 值；3）而 温 度 的 进 一 步 提 高 将 导 致 正 逆 反 应 速 率 相 等 而 达 到 化 学 平 衡。5、简 述 气-液 反 应 的 宏 观 过 程：A（g）+bB（I）-产 物（I）?1）反 应

41、物 气 相 组 分 从 气 相 主 体 传 递 到 气 液 相 界 面，在 界 面 上 假 定 达 到 气 液 相 平 衡；2）反 应 物 气 相 组 分 A从 气 液 相 界 面 扩 散 入 液 相，并 在 液 相 反 应；3）液 相 的 反 应 产 物 向 浓 度 下 降 方 向 扩 散，气 相 产 物 则 向 界 面 扩 散；4）气 相 产 物 向 气 相 主 体 扩 散。6、简 述 固 定 床 反 应 器 的 优 缺 点？1）催 化 剂 在 床 层 不 易 磨 损；2）床 层 流 体 的 流 动 接 近 于 平 推 流，与 返 混 式 反 应 器 相 比，用 较 少 的 催 化 剂 和

42、 较 小 的 反 应 器 容 积 来 获 得 较 大 的 生 产 能 力；3）固 定 床 中 的 传 热 较 差；4）催 化 剂 的 更 换 必 须 停 产 进 行。A 7、对 于 反 应%S,其 活 化 能 为/；勺=&2以，其 活 化 能 为 4,当 用 刍 时 如 何 选 择 操 作 温 度 可 以 提 高 产 物 的 收 率？r k P-ERT kR T C a答：对 于 平 行 反 应 勺 七 胆；弓，所 以，当 用 当 时 应 尽 可 能 提 高 反 应 温 度,方 可 提 高 R的 选 择 性，提 高 R的 收 率 8、简 述 气 固 流 化 床 反 应 器 气 泡 两 相 模

43、型 的 特 点？1）以 U。的 气 速 进 入 床 层 的 气 体 中，一 部 分 在 乳 相 中 以 起 始 流 动 速 度 Umf通 过，而 其 余 部 分 以（Uo-Umf）则 全 部 以 气 泡 的 形 式 通 过；2）床 层 从 流 化 前 的 高 度 Lmf增 高 到 流 化 时 的 高 度 Lf,完 全 是 由 于 气 泡 的 体 积 所 造 成；3）气 泡 相 为 向 上的 平 推 流，大 小 均 一；4）反 应 完 全 在 乳 相 中 进 行；5）气 泡 与 乳 相 间 的 交 换 量 Q为 穿 流 量 q与 扩 散 量 之 和。9、简 述 双 膜 理 论？该 模 型 设 想

44、 在 气-液 两 相 流 的 相 界 面 处 存 在 着 呈 滞 流 状 态 的 气 膜 和 液 膜，而 把 气 液 两 相 阻 力 集 中 在 这 两 个 流 体 膜，而 假 定 气 相 主 体 和 液 相 主 体 组 成 均 一，不 存 在 传 质 阻 力。组 分 是 通 过 在 气 膜 和 液 膜 的 稳 定 的 分 子 扩 散 过 程 来 进 行 传 质 的，通 过 气 膜 传 递 到 相 界 面 的 溶 质 组 分 瞬 间 的 溶 于 液 体 且 达 到 平 衡。因 此，把 复 杂 的 相 间 传 质 过 程 模 拟 成 串 联 的 稳 定 的 双 膜 分 子 扩 散 过 程 的 叠

45、 加，相 间 传 质 总 阻 力 等 于 传 质 阻 力 的 加 和。1 0.简 述 理 想 反 应 器 的 种 类？通 常 所 指 的 理 想 反 应 器 有 两 类：理 想 混 合（完 全 混 合）反 应 器 和 平 推 流（活 塞 流 或 挤 出 流）反 应 器。所 谓 完 全 混 合 流 反 应 器 是 指 器 的 反 应 流 体 瞬 间 达 到 完 全 混 合,器 物 料 与 反 应 器 出 口 物 料 具 有 相 同 的 温 度 和 浓 度。所 谓 平 推 流 反 应 器 是 指 器 反 应 物 料 以 相 同 的 流 速 和 一 致 的 方 向 进 行 移 动，不 存 在 不 同

46、 停 留 时 间 的 物 料 的 混 合，所 有 的 物 料 在 器 具 有 相 同 的 停 留 时 间。11、简 述 气 固 流 化 床 反 应 器 鼓 泡 床 模 型 的 特 点？答：假 定 床 顶 出 气 组 成 完 全 可 用 气 泡 中 的 组 成 代 表，而 不 必 计 及 乳 相 中 的 情 况，对 气 泡 的 组 成 进 行 计 算 便 可 以 达 到 反 应 的 转 化 率 12、简 述 理 想 反 应 器 的 种 类。答：通 常 所 指 的 理 想 反 应 器 有 两 类：理 想 混 合（完 全 混 合）反 应 器 和 平 推 流（活塞 流 或 挤 出 流)反 应 器。所

47、谓 完 全 混 合 流 反 应 器 是 指 器 的 反 应 流 体 瞬 间 达 到 完 全 混 合，器 物 料 与 反 应 器 出 口 物 料 具 有 相 同 的 温 度 和 浓 度。所 谓 平 推 流 反 应 器 是 指 器 反 应 物 料 以 相 同 的 流 速 和 一 致 的 方 向 进 行 移 动，不 存 在 不 同 停 留 时 间 的 物 料 的 混 合，所 有 的 物 料 在 器 具 有 相 同 的 停 留 时 间 化 学 反 应 工 程 期 末 试 题 L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 一 K

48、 c G C，如 用 浓 度 表 示 的 速 率 常 数 为 Kc,用 压 力 表 示 的 速 率 常 数，则 底=73.(2)一 P(主)A平 行 反 应 S(副)均 为 一 级 不 可 逆 反 应，若%与”，选 择 性 Sp与 _无 关，仅 是 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

49、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

50、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 和 平 衡 温 度 心，,二 者 的 关 系 为 12.(1)描 述 流 化 床 的 气 泡 两 相 模 型，以“。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 4M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 询 模 式 一 般 认