2019年秋季學(xué)期《化學(xué)反應(yīng)工程》在線考試補(bǔ)考（適用于2020年4月份考試）-0004試卷總分:100得分:23一、單選題(共10道試題,共20分)1.測定停留時間分布常用的方法有脈沖示蹤法和階躍示蹤法，關(guān)于這兩種方法，下列描述錯誤的是（）。A.這兩種方法都是物理示蹤法B.根據(jù)階躍示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到F函數(shù)C.根據(jù)階躍示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到E函數(shù)D.根據(jù)脈沖示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到E函數(shù)答案:C2.氣相連串反應(yīng)A→B→C（均為一級）在催化劑微孔內(nèi)進(jìn)行，為提高目的產(chǎn)物B的選擇性，應(yīng)采用（）的催化劑。A.小孔B.大顆粒C.大孔答案:C3.判斷：返混跟我們通常所說的混合是一個概念。A.錯誤B.正確答案:A4.對于氣-固相催化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理難以確定的主要原因，錯誤的是（）。A.中間物種雖然具有正?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)，但由于儀器靈敏度的原因難以進(jìn)行檢測B.中間物種的濃度低C.中間物種的壽命短D.中間物種往往不具有正?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)答案:A5.宏觀流體和微觀流體是流體凝集態(tài)的兩種極端形式，流體的凝集態(tài)不同，對反應(yīng)結(jié)果一般有明顯的影響，但對于（）是例外。A.零級反應(yīng)B.在全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)C.一級不可逆反應(yīng)答案:C6.反應(yīng)器的類型不同，則（）也將有不同。A.反應(yīng)的相態(tài)B.反應(yīng)的可逆性C.反應(yīng)動力學(xué)D.傳遞特性答案:D7.多級混合流模型和軸向分散模型是兩種預(yù)測非理想流動對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響的數(shù)學(xué)模型，關(guān)于這兩種模型，下列觀點(diǎn)正確的是（）。A.軸向分散模型適用于返混程度在零到無窮大的任何的情況B.在返混程度較小時，多級混合流模型的模擬結(jié)果更接近實(shí)際C.兩者不能共用同一套示蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D.兩種模型可用同一套示蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)答案:D8.乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，但乙苯仍大量存在，表明這是一個（）反應(yīng)。A.自催化B.慢速C.可逆D.不可逆答案:C9.對于反應(yīng)A?R?S，目的產(chǎn)物是R，下述反應(yīng)器中最適宜的是（）。A.平推流反應(yīng)器B.平推流與全混流串聯(lián)在一起的反應(yīng)器C.全混流反應(yīng)器D.兩個串連在一起的等體積全混流反應(yīng)器答案:A10.全混流反應(yīng)器進(jìn)行放熱反應(yīng)時，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿足以下條件：A.移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度的變化率B.移熱速率隨溫度變化率<放熱速率隨溫度的變化率C.移熱速率>放熱速率D.移熱速率<放熱速率答案:A二、填空題(共10道試題,共30分)11.要使固定床反應(yīng)器所用催化劑量最少，對簡單不可逆反應(yīng)，應(yīng)盡可能在##溫度下操作；對可逆放熱反應(yīng)，應(yīng)盡可能在最佳溫度下操作；對可逆吸熱反應(yīng)，應(yīng)盡可能在高溫溫度下操作。答案:高溫12.所謂“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基礎(chǔ)，其中“三傳”是指質(zhì)量傳遞，動量傳遞，熱量傳遞，“一反”是指##。答案:反應(yīng)動力學(xué)13.反應(yīng)級數(shù)可能是0，基元反應(yīng)的分子數(shù)##（可能/不可能）是0。答案:不可能14.完全混合反應(yīng)器（全混流反應(yīng)器）內(nèi)物料的溫度和濃度均一，并且##（大于/小于/等于）反應(yīng)器出口物料的溫度和濃度。答案:等于15.某一級反應(yīng)在150℃等溫平推流反應(yīng)器中可得轉(zhuǎn)化率為0.6，現(xiàn)改用同樣大小的全混流反應(yīng)器操作，處理量不變，要求轉(zhuǎn)化率為0.7，則此時全混流反應(yīng)器的操作溫度應(yīng)為##K。（已知該反應(yīng)的活化能為83.7kJ/mol）答案:44016.在兩個等體積串聯(lián)的全混流反應(yīng)器中進(jìn)行一級液相反應(yīng)A→P，出口轉(zhuǎn)化率為0.6，現(xiàn)其它條件不變，將第二個全混流反應(yīng)器的體積增加一倍，則出口轉(zhuǎn)化率為##。答案:0.70717.初濃度為25.4mol/L的過氧化氫，用催化法進(jìn)行分解反應(yīng)，10min后溶液中含過氧化氫13.4mol/L，20min后為7.08mol/L，30min后為3.8mol/L，則該反應(yīng)的級數(shù)為##，反應(yīng)速率常數(shù)為0.0635/min。答案:118.等溫二級分解反應(yīng)，依次經(jīng)過體積相等的一個平推流反應(yīng)器和一個全混流反應(yīng)器，出口轉(zhuǎn)化率為0.99，若將這兩個反應(yīng)器調(diào)換串聯(lián)次序，則出口轉(zhuǎn)化率為##。答案:0.98519.一不可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度從25℃升高到35℃時，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化能為##J／mol。答案:5289420.某一級液相反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，5min轉(zhuǎn)化率為50％，則轉(zhuǎn)化率達(dá)到75％需時間##min。答案:9.97三、問答題(共10道試題,共50分)21.對于熱效應(yīng)不大，反應(yīng)溫度的允許變化范圍又比較寬的氣固催化反應(yīng)，用什么反應(yīng)器最為方便？為什么？答案:對于熱效應(yīng)不大，反應(yīng)溫度的允許變化范圍又比較寬的氣固催化反應(yīng)，用單段絕熱固定床反應(yīng)器最為方便。因?yàn)闊嵝?yīng)不大，絕熱溫升或溫降不大，床層進(jìn)出口溫差不大，因此用單段絕熱固定床反應(yīng)器最為方便，結(jié)構(gòu)簡單、造價低。22.什么是基元反應(yīng)？答案:從反應(yīng)物到產(chǎn)物一步完成的反應(yīng)。如A+B→R，反應(yīng)中由一個反應(yīng)物分子A與一個B分子碰撞活化后，直接生成一個產(chǎn)物分子R。23.均相CSTR反應(yīng)器中，放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點(diǎn)，高溫區(qū)交點(diǎn)、中溫區(qū)交點(diǎn)、低溫區(qū)交點(diǎn)的特征分別是什么？工業(yè)上一般選擇什么區(qū)交點(diǎn)為操作點(diǎn)？為什么？答案:高溫區(qū)交點(diǎn)的特征：熱穩(wěn)定點(diǎn)，T高，反應(yīng)速度快，能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率高。中溫區(qū)交點(diǎn)的特征：熱不穩(wěn)定點(diǎn)。低溫區(qū)交點(diǎn)的特征：熱穩(wěn)定點(diǎn)，T低，反應(yīng)速度慢。工業(yè)上一般選擇高溫區(qū)交點(diǎn)為操作點(diǎn)，T高，反應(yīng)速度快，易達(dá)到高轉(zhuǎn)化率。24.什么是反應(yīng)分子數(shù)？答案:出現(xiàn)在基元反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量方程中的反應(yīng)分子個數(shù)，例如對于基元反應(yīng)2A+B→R，反應(yīng)分子數(shù)為2+1=3，而且其值與反應(yīng)（總）級數(shù)相等，此概念僅對基元反應(yīng)有意義。25.什么是理想反應(yīng)器？答案:假設(shè)反應(yīng)器中物料的流動和混合符合理想狀況，如平推流、全混流等。26.設(shè)有三種不同類型的球狀催化劑：A.活性組分均勻分布型，B.活性組分分布于表面的“蛋殼”型，C.活性組分集中于中心的“蛋黃”型。若R為目的產(chǎn)物，則：（1）對反應(yīng)A＋B→R，當(dāng)內(nèi)擴(kuò)散阻力可忽略不計(jì)時，選用什么型為好？為什么？（2）對有內(nèi)擴(kuò)散阻力的串聯(lián)基元反應(yīng)A→R→S，選用什么型為好？為什么？答案:（1）選A.活性組分均勻分布型。因?yàn)閮?nèi)擴(kuò)散阻力可忽略不計(jì)，說明內(nèi)擴(kuò)散速率很快，反應(yīng)物料很容易沿著孔道向內(nèi)擴(kuò)散。本征反應(yīng)速率較慢，屬于動力學(xué)控制，因此選活性組分均勻分布型為好。（2）選B.活性組分分布于表面的“蛋殼”型。對有內(nèi)擴(kuò)散阻力的串聯(lián)基元反應(yīng)A→R→S，因?yàn)槟康漠a(chǎn)物R是中間產(chǎn)物，內(nèi)擴(kuò)散阻力的存在對R向外擴(kuò)散不利，易造成R→S的反應(yīng)，因此選用活性組分分布于表面的“蛋殼”型較好。27.在一絕熱式管式反應(yīng)器中，進(jìn)行一氣相反應(yīng)A→2P，反應(yīng)器進(jìn)口溫度為650℃，反應(yīng)物A進(jìn)口濃度為8％（mol）,出口溫度為750℃，A出口濃度為1.6％（mol）。在反應(yīng)器內(nèi)A、B兩點(diǎn)分別進(jìn)行測定。（1）測得A點(diǎn)的溫度為780℃，你認(rèn)為正確嗎？為什么？（2）測得B點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為90％，你認(rèn)為正確嗎？為什么？答案:(1)絕熱床內(nèi)的溫度是呈線性上升的，出口處溫度最高，床層內(nèi)任一點(diǎn)溫度不可能高于出口溫度，故780℃是不可能的。（2）出口處A的轉(zhuǎn)化率為(0.08-0.016)×100%/0.08=80%，床層內(nèi)任一點(diǎn)處轉(zhuǎn)化率不可能高于80%，故轉(zhuǎn)化率為90%是不可能的。28.對動力學(xué)控制、液膜擴(kuò)散阻力控制及氣膜阻力控制的氣液反應(yīng)，如何選擇吸收設(shè)備？答案:對動力學(xué)控制的氣液反應(yīng)，屬于極慢反應(yīng)，應(yīng)選用鼓泡塔；對液膜擴(kuò)散阻力控制的氣液反應(yīng)，屬于快速、中速反應(yīng)，應(yīng)選用機(jī)械攪拌釜、板式塔；對氣膜阻力控制的氣液反應(yīng)，屬于瞬間不可逆反應(yīng)，反應(yīng)面在相界面上，應(yīng)選用噴霧塔。29.在四段絕熱式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行n級不可逆反應(yīng),各段的催化劑量相同，且控制進(jìn)入各段的反應(yīng)物料溫度相等。若n>0，試問：（1）哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大？哪一段最?。浚?）若段間采用冷激方法進(jìn)行降溫，試問第一段與第二段之間和第二段與第三段之間哪處需加入的冷激劑量多?為什么？答案:⑴雖然各段進(jìn)口溫度相等，在催化劑量相同的情況下，凈轉(zhuǎn)化率也按1至4段的順序遞減，第一段最大，第二段次之，第三段再次之，第四段最小。⑵因第一段反應(yīng)量大于第二段反應(yīng)量，所以1-2段間要取出的熱量比2-3段間要取出的熱量大，因而1-2段間需要的冷激量也大于2-3段間需要的冷激劑量。30.氣體在催化劑存在下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)通?？杉僭O(shè)成七個步驟，簡述這七個步驟的內(nèi)容？答案:（1）反應(yīng)物從氣流主體擴(kuò)散到催化劑的外表