《化學反映工程》試題XＸX大學化學反映工程試題B（開）卷（答案）２011—20１2年第一學期單選題:（每小題2分,共20分）１.反映器中檔溫進行著A→P(１)和A→R(2)兩個反映，當減少A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反映生成P的量明顯減少,而R的生成量略減少，表明（Ａ）A.反映(1)對Ａ的反映級數(shù)不不大于反映（２)B．反映(1)對A的反映級數(shù)不大于反映（2）C．反映（1）的活化能不大于反映(２）D.反映(1)的反映速率常數(shù)不不大于反映(2)２.四只相似體積的全混釜串聯(lián)操作,其無因次停留時間分布的方差值為（B）Ａ．１。0B。０。２5C．0。５0D.0３.對一平行—連串反映，P為目的產(chǎn)物，若活化能次序為:E２<E1＜E3，為了目的產(chǎn)物的收率最大，則最佳操作溫度序列為（B)。A.先高后低B。先低后高Ｃ．高溫操作Ｄ．低溫操作４.兩個等體積的全混流反映器進行串聯(lián)操作,反映為一級不可逆,則第一釜的反映速率—rA1與第二釜的反映速率—ｒA2之間的關(guān)系為（Ａ）.兩釜反映溫度相似。A.-ｒＡ1>—rA２Ｂ.—rA１=-rＡ2Ｃ.—rA1〈-rＡ２D。不能擬定何者為大５.已知一閉式反映器的，該反映器若用多釜串聯(lián)模型來描述,則模型參數(shù)N為（B）。A.4。5B．5．6C.3.5D.4.０6.固體催化劑之因此能起催化作用,是由于催化劑的活性中心與反映組分的氣體分子重要發(fā)生(C）.Ａ．物理吸附B.化學反映C．化學吸附D.質(zhì)量傳遞7．涉及粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱之為(B)Ａ．堆（積)密度B.顆粒密度C．真密度Ｄ．平均密度8．在氣固催化反映動力學研究中,內(nèi)循環(huán)式無梯度反映器是一種(C)。Ａ．平推流反映器B。軸向流反映器C。全混流反映器D.多釜串聯(lián)反映器9．某液相反映,其反映式可寫成A＋CàR+C這種反映稱為（B）A．均相催化反映B．自催化反映Ｃ．鏈鎖反映D?？赡娣从常保?高徑比不大的氣液持續(xù)鼓泡攪拌釜，對于其中的氣相和液相的流動常可近似當作（B）Ａ．氣、液均為平推流Ｂ．氣、液均為全混流C．氣相平推流、液相全混流D．氣相全混流、液相平推流二、填空題（每小題5分,共3０分）1.一不可逆反映,當反映溫度從25℃升高到３5℃時，反映速率增加一倍，則該反映的活化能為52894Ｊ/ｍol。解：,2．一氣固催化反映,若本征反映速率方程為:則該反映可能的反映機理為3.間歇釜反映器中進行以下反映：（1）-rA1＝ｋ1CAa1（2)-rA2=k2CAa2在ＣA0和反映時間保持不變下,減少反映溫度,釜液中CP/ＣＳ增大,表明活化能E1與E2的相對大小為E１〈E2；在溫度和反映時間保持不變下,增高反映濃度,釜液中CP/CＳ增大，表明反映級數(shù)al、ａ2的相對大小為al〉a２。A.ａl〉a２Ｂ.al〈a２C.活化能El〈E2D.活化能El〉Ｅ2４.從反映器停留時間分布測定中,求得無因次方差，反映器可視為全混流反映器又若求得無因次方差,則反映器可視為活塞流反映器。5.有兩個有效容積不等的全混流反映器串聯(lián)操作,反映為二級不可逆反映A→P,若大釜在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為xA1,小釜在先、大釜在后,則出口轉(zhuǎn)化率為xA2,兩種狀況下，進料流速、進料濃度和反映溫度均相似，比較xＡ1和xＡ2的相對大小為ｘＡ1<xA２。6。在固定床反映器中,分別進行一級和二級不可逆氣固催化反映,試比較a、b兩處的η值大?。ǎ崽幙拷从称鞯倪M口,b處靠近反映器的出口)，并闡明理由。（1)一級放熱反映，絕熱操作；ηａ＞ηb(２)二級反映,等溫操作．ηa〈ηb三、問答題(每小題６分，共１２分)1。液相復合反映，若為使目的產(chǎn)物Ｐ的選擇性高,應選擇：若采用間歇反映釜,其加料方式為?若采用管式反映器,其進料方式為?(３)若E1〉E2,則反映溫度應盡量采用高溫或低溫？答：為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應選擇：（1）若采用間歇反映釜，其加料方式為Ａ一次性加入,Ｂ持續(xù)滴加；(2)若采用管式反映器,其進料方式為Ａ從反映器進口處加入，B沿管長多處加入；(3）若E1〉E2,則反映溫度應采用高溫。２。在四段絕熱式固定床反映器中進行ｎ級不可逆反映,各段的催化劑量相似,且控制進入各段的反映物料溫度相等.若ｎ〉0,試問哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大?哪一段最?。咳舳伍g采用冷激辦法進行降溫,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?解:(1）即使各段進口溫度相等,在催化劑量相似的狀況下,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.（2)因第一段反映量不不大于第二段反映量，因此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不不大于2—3段間需要的冷激劑量.四、計算題:（第１,２題均為１2分，第3題為14分，共３8分)１。在反映體積為１m3的釜式反映器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反映生產(chǎn)丙二醇－1,2:該反映對環(huán)氧丙烷為一級,對水為零級,反映溫度下反映速率常數(shù)等于0.98h—１，原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為2.１kｍｏｌ/m3，環(huán)氧丙烷的最后轉(zhuǎn)化率為90%。(1)若采用間歇操作,輔助時間為0．６5h，則丙二醇—１,2的日產(chǎn)量是多少?（2）有人建議改在定態(tài)下持續(xù)操作,其它條件不變,則丙二醇-１，2的日產(chǎn)量又是多少?（3)為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會有不同?解:一級不可逆反映:丙二醇的濃度=丙二醇的產(chǎn)量==（２)采用定態(tài)下持續(xù)操作因此Ｑ０=0。1０9m3/h丙二醇的產(chǎn)量=（3）因持續(xù)釜在低的反映物濃度下操作，反映速率慢,故產(chǎn)量低。２.對一閉式反映器進行停留時間分布實驗測定,在Q=300L／min下，得到E（ｔ）～t關(guān)系以下圖所示。由于該圖放置已久,縱坐標含糊不清.試根據(jù)E（ｔ）函數(shù)性質(zhì)擬定并計算:（1）Ｅ(ｔ)E(t)/min－1E(t)/min－1（3)該反映器體積為多少?（4)多級串聯(lián)模型參數(shù)N為多少?（5)無因次方差為多少?(６）軸向擴散模型參數(shù)為多少?0102０t/ｍin答:（1）E(t)=—1/２00（t—２０)(２)F（t）＝-ｔ2/４00+０．１t(３）V=2m3（４）多級串聯(lián)模型參數(shù)N＝2（５)無因次方差(6）３．某一級不可逆氣固催化反映,在反映溫度１50℃下，測得kP=5s-1,有效擴散系數(shù)DeA＝0.２ｃm２/s。求:當顆粒直徑為0.１mm時,內(nèi)擴散影響與否已消除?欲保持催化劑內(nèi)擴散有效因子為0。8，則顆粒直徑應不不不大于多少？解:湖北XX大學化學反映工程試題一、選擇題1、氣相反映進料時無惰性氣體,與以１∶2摩爾比進料,則膨脹因子=__A_。A。-２Ｂ.—1Ｃ。1D。22、一級連串反映在間歇式反映器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度_＿＿A____。Ａ.B.Ｃ。D。3、串聯(lián)反映A→Ｐ(目的）→R+S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性＝__Ｃ_。A.B．Ｃ.D。4、全混流反映器的容積效率η=1.0時，該反映的反映級數(shù)n___B__。Ａ.＜0B。=0Ｃ?！?Ｄ.＞０5、對于單一反映組分的平行反映，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反映器為__＿_B__。Ａ。平推流反映器B。全混流反映器C。多釜串聯(lián)全混流反映器D.全混流串接平推流反映器6、對于反映級數(shù)ｎ>０的不可逆等溫反映,為減少反映器容積，應選用____Ａ___。A．平推流反映器B。全混流反映器C。循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器7、一級不可逆液相反映，,出口轉(zhuǎn)化率,每批操作時間，裝置的生產(chǎn)能力為50000ｋg產(chǎn)物R/天，＝６0，則反映器的體積V為_C_。Ａ．１9。6B.20。2C．２２。2Ｄ。２3．48、在間歇反映器中進行等溫一級反映Ａ→B,,當時,求反映至所需時間t=____B＿＿＿秒。A。400B。460C．500D．5609、一級連串反映A→P→S在全混流釜式反映器中進行，使目的產(chǎn)物Ｐ濃度最大時的最優(yōu)空時＿_＿__Ｄ＿_.A．B。C。D．1０、分批式操作的完全混合反映器非生產(chǎn)性時間不涉及下列哪一項＿＿__Ｂ＿__。A．加料時間B.反映時間Ｃ.物料冷卻時間D。清洗釜所用時間1１、全混流反映器中有___B＿_個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A．1B。2C。3D.412、全混流反映器的容積效率η不大于1.0時，且隨著的增大而減小,此時該反映的反映級數(shù)n_D_。A.<０B。＝0C．≥０D。＞013、當反映級數(shù)ｎ＿Ｄ＿時,微觀流體含有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率.A。=0B.＝1C。>1Ｄ.＜1１4、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_＿＿C__無關(guān)。A。示蹤劑的種類Ｂ.示蹤劑的輸入方式Ｃ．管內(nèi)的流動狀態(tài)Ｄ。檢測位置１5、對于氣-液相反映幾乎全部在液相中進行的極慢反映,為提高反映速率,應選用___Ｃ__＿_裝置。Ａ。填料塔Ｂ。噴灑塔C。鼓泡塔D。攪拌釜1６、催化劑在使用過程中會逐步失活，其失活速率式為，當平行失活對反映物有強內(nèi)擴散阻力時，d為__C__。Ａ。≈0B。=1Ｃ.→3D?！?17、不屬于氣固相催化反映固定床反映器擬均相二維模型的特點是__A_＿。A。粒子與流體間有溫度差Ｂ.粒子與流體間無溫度差C.床層徑向有溫度梯度Ｄ。床層軸向有溫度梯度18、屬于氣固相催化反映固定床反映器擬均相二維模型的特點是___A____。A。粒子與流體間有濃度差

B。粒子與流體間無濃度差C。床層徑向有溫度梯度

D．床層徑向有濃度梯度１９、下列哪一項不屬于流化床反映器按深度而分的第Ⅱ級模型的特點_＿C__。A。各參數(shù)均為恒值Ｂ．參數(shù)值不隨床高而變Ｃ.參數(shù)值與氣泡大小無關(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)20、流化床反映器中的操作氣速是根據(jù)具體狀況定的，普通取流化數(shù)在_＿B＿_范疇內(nèi)。A。０。1～0。4B.１。5~1０Ｃ.１０~１5D。0。4~1.52１、全混流反映器進行放熱反映時，要使反映器操作在穩(wěn)定的定常態(tài),則必須滿足下列條件CA．移熱速率＞放熱速率Ｂ.移熱速率〈放熱速率C.移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度的變化率Ｄ.移熱速率隨溫度變化率〈放熱速率隨溫度的變化率２2、氣固催化反映本征速率是指排除Ｃ阻力后的反映速率。A．外擴散阻力Ｂ.內(nèi)擴散C．內(nèi)外擴散D.吸附和脫附２3、等溫液相反映A+B→Prｐ=klCACB,２A→RrR=k2CA2Ｐ為目的產(chǎn)物,有下列四種方案可供選擇，從提高Ｐ的收率著眼適宜選用DA．間歇釜式反映器，A和B一次性加入；Ｂ.全混流反映器;Ｃ．半間歇釜式反映器，A一次性加入,B持續(xù)滴加;D．半間歇釜式反映器，B一次性加入，A持續(xù)滴加。2４、乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯,經(jīng)一段時間反映后,苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明這是一種B反映．Ａ．慢速B.可逆C．自催化D.不可逆25、等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反映若保持相似的轉(zhuǎn)化率ｘA，調(diào)節(jié)反映溫度使k2／k1減少,則Ｐ的收率將AA。增大B.減小C．不變Ｄ．先增后減２６、在全混流反映器中,反映器的有效容積與進料流體的容積流速之比為__＿A_＿_。A?？諘rτ

B。反映時間ｔ

C.停留時間ｔ

D.平均停留時間2７、階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為_＿_B_＿＿。A.E(t)曲線

B。F（t）曲線

C。Ｉ（t）曲線

Ｄ。y（t)曲線2８、氣固催化反映的內(nèi)擴散模數(shù),其中L為特性長度,若顆粒為球形則L=_＿_D_＿_。Ａ。厚度/２

B.R

C．R/２

D。R／329、對于反映級數(shù)n＞０的不可逆等溫反映，為減少反映器容積，應選用___Ａ___。Ａ.平推流反映器B。全混流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D．全混流串接平推流反映器二、填空題1、化學反映工程是一門研究化學反映的工程問題的科學。２、化學反映速率式為,如用濃度表達的速率常數(shù)為，用壓力表達的速率常數(shù)，則=。3、平行反映均為一級不可逆反映,若＞,選擇性Sp與濃度無關(guān)，僅是溫度的函數(shù)。4、對于反映級數(shù)n＞０的反映，為減少反映器容積,應選用平推流反映器為宜。5、對于恒容的平推流管式反映器平均停留時間、反映時間、空時一致.6、若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合,這種流體稱為_微觀流體_.7、流體的混合程度慣用調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)來描述。8、催化劑在使用過程中,可能因晶體構(gòu)造變化、融合等造成表面積減少造成的_物理失活，也可能由于化學物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_化學_失活。9、對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜,當微孔孔徑在約_0。1um_時，分子與孔壁的碰撞為擴散阻力的重要因素，這種擴散稱為努森擴散。1０、絕熱床反映器由于沒有徑向床壁傳熱,普通能夠當作平推流解決，只考慮流體流動方向上有溫度和濃度的變化，因此普通可用擬均相一維模型來計算。11、對于可逆的放熱反映，存在著使反映速率最大的最優(yōu)溫度和平衡溫度，兩者的關(guān)系為______＿___＿＿__。１2、描述流化床的氣泡兩相模型，以的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過,而其它部分則全部以氣泡的形式通過。13、描述流化床的數(shù)學模型,對于氣、乳兩相的流動模式普通認為_氣_相為平推流，而對__＿乳__相則有種種不同的流型。１4、多相反映過程是指同時存在兩個或更多相態(tài)的反映系統(tǒng)所進行的反映過程。15、三傳一反是化學反映工程的基礎(chǔ)。1６、不管是設(shè)計、放大或控制，都需要對研究對象作出定量的描述,也就要用數(shù)學式來體現(xiàn)個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱_數(shù)學模型_。1７、一級連串反映在平推流反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_＿____＿、_＿____。、)1８、著眼反映組分Ｋ的轉(zhuǎn)化率的定義式為__。19、一級連串反映在間歇式全混流反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度__＿＿_＿_、___＿_＿。、)20、化學反映速率式為，如用濃度表達的速率常數(shù)為，用壓力表達的速率常數(shù),則=＿__＿＿_＿.２1、抱負反映器是指全混流反映器、平推流反映器。22、含有良好攪拌裝置的釜式反映器按全混流反映器解決,而管徑小,管子較長和流速較大的管式反映器按平推流反映器解決。2３、全混流反映器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為、，24、平推流反映器的返混為_＿_＿0___。2５、一種可逆的均相化學反映，如果正、逆兩向反映級數(shù)為未知時,采用_初始速率法_法來求反映級數(shù)．2６、分批式完全混合反映器操作的優(yōu)化分析是以_平均生產(chǎn)速率最大_、_生產(chǎn)經(jīng)費最低_為目的進行優(yōu)化的。２7、軸向分散模型的數(shù)學盼望值_＿___,方差__。28、測定氣－液相反映速率的辦法與均相反映時不同之點是實驗時要排除氣相和液相中的__擴散阻力_,使反映在動力學區(qū)域內(nèi)進行．2９、在流化床中為了傳熱或控制氣—固相間的接觸,常在床內(nèi)設(shè)立內(nèi)部構(gòu)件，但極少使用水平構(gòu)件，它對顆粒和氣體的上下流動起一定的阻滯作用，從而造成床內(nèi)產(chǎn)生明顯的_溫度_梯度和_濃度_梯度。３0、對于氣－固系統(tǒng)的流化床反映器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超出起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡,氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈激烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱為_聚式流化床＿。31、現(xiàn)在用于描述氣-液兩相流相間傳質(zhì)的模型有兩大類：一是按穩(wěn)態(tài)擴散來解決的_雙膜模型_;一是按非穩(wěn)態(tài)擴散解決模型，如＿溶質(zhì)滲入模型_和_表面更新模型＿.32、在建立數(shù)學模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料衡算式的普通式為_輸入量=輸出量+反映量+累積量_.33、活化能的大小直接反映了_反映速率_對溫度的敏感程度。34、生成主產(chǎn)物的反映稱為_主反映__，其它的均為_＿副反映__。35、固定床中顆粒的體積相稱直徑定義為含有相似體積Ｖp的球粒子直徑，體現(xiàn)式dv=_＿（6VP/π)１/３_。分析解答題１、簡述等溫恒容平推流反映器空時、反映時間、停留時間三者關(guān)系?空時是反映器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（①分）反映時間是反映物料進入反映器后從實際發(fā)生反映的時刻起到反映達某一程度所需的反映時間。(①分）停留時間是指反映物進入反映器的時刻算起到離開反映器內(nèi)共停留了多少時間。(①分)由于平推流反映器內(nèi)物料不發(fā)生返混,含有相似的停留時間且等于反映時間，恒容時的空時等于體積流速之比，因此三者相等。（②分）2、簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗辦法及其對應曲線？階躍示蹤法是對于定常態(tài)的持續(xù)流動系統(tǒng),(①分)在某瞬間t=０將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，(①分)同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時,在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。（①分)對應的曲線為F(t),．（②分）3、簡述均相反映及其動力學的研究內(nèi)容?答：參加反映的各物質(zhì)均處在同一種相內(nèi)進行的化學反映稱為均相反映。均相反映動力學是研究多個因素如溫度、催化劑、反映物構(gòu)成和壓力等對反映速率、反映產(chǎn)物分布的影響，并擬定體現(xiàn)這些影響因素與反映速率之間定量關(guān)系的速率方程。4、對于可逆放熱反映如何選擇操作溫度?答：1)對于放熱反映，要使反映速率盡量保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線對應減少溫度;2)這是由于可逆放熱反映，由于逆反映速率也隨反映溫度的提高而提高,凈反映速率出現(xiàn)一極大值；３)而溫度的進一步提高將造成正逆反映速率相等而達成化學平衡.５、簡述氣-液反映的宏觀過程：A（ｇ)+bB（l)→產(chǎn)物(ｌ)？1)反映物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面,在界面上假定達成氣液相平衡;2)反映物氣相組分Ａ從氣液相界面擴散入液相，并在液相內(nèi)反映；3）液相內(nèi)的反映產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散;4)氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。6、簡述固定床反映器的優(yōu)缺點？1)催化劑在床層內(nèi)不易磨損；2)床層內(nèi)流體的流動靠近于平推流,與返混式反映器相比,用較少的催化劑和較小的反映器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力;３）固定床中的傳熱較差;4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。7、對于反映，,其活化能為；，其活化能為,當>時如何選擇操作溫度能夠提高產(chǎn)物的收率?答:對于平行反映,因此,當＞時應盡量提高反映溫度,方可提高R的選擇性，提高R的收率8、簡述氣固流化床反映器氣泡兩相模型的特點?1）以U0的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動速度Ｕmf通過，而其它部分以（U０-Uｍf）則全部以氣泡的形式通過;2)床層從流化前的高度Lmf增高到流化時的高度Lf,完全是由于氣泡的體積所造成;3）氣泡相為向上的平推流,大小均一；４）反映完全在乳相中進行；5）氣泡與乳相間的交換量Q為穿流量q與擴散量之和.9、簡述雙膜理論?該模型構(gòu)想在氣—液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜,而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內(nèi),而假定氣相主體和液相主體內(nèi)構(gòu)成均一，不存在傳質(zhì)阻力。組分是通過在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質(zhì)的,通過氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達成平衡.因此,把復雜的相間傳質(zhì)過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加，相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和。1０、簡述抱負反映器的種類？普通所指的抱負反映器有兩類:抱負混合(完全混合）反映器和平推流(活塞流或擠出流)反映器。所謂完全混合流反映器是指器內(nèi)的反映流體瞬間達成完全混合，器內(nèi)物料與反映器出口物料含有相似的溫度和濃度。所謂平推流反映器是指器內(nèi)反映物料以相似的流速和一致的方向進行移動,不存在不同停留時間的物料的混合，全部的物料在器內(nèi)含有相似的停留時間。11、簡述氣固流化床反映器鼓泡床模型的特點?答:假定床頂出氣構(gòu)成完全可用氣泡中的構(gòu)成代表,而不必計及乳相中的狀況，對氣泡的構(gòu)成進行計算便能夠達成反映的轉(zhuǎn)化率12、簡述抱負反映器的種類。答:普通所指的抱負反映器有兩類：抱負混合(完全混合)反映器和平推流(活塞流或擠出流)反映器。所謂完全混合流反映器是指器內(nèi)的反映流體瞬間達成完全混合,器內(nèi)物料與反映器出口物料含有相似的溫度和濃度。所謂平推流反映器是指器內(nèi)反映物料以相似的流速和一致的方向進行移動,不存在不同停留時間的物料的混合，全部的物料在器內(nèi)含有相似的停留時間化學反映工程期末試題I．填空題１。（1)化學反映工程是一門研究____＿＿＿___＿＿__的科學。２。(１)化學反映速率式為，如用濃度表達的速率常數(shù)為，用壓力表達的速率常數(shù)，則=_＿__＿__.3.(２)平行反映均為一級不可逆反映,若＞,選擇性Sp與__＿____無關(guān)，僅是＿_＿____的函數(shù).４。(1)對于反映級數(shù)n>0的反映,為減少反映器容積,應選用＿____＿_反映器為宜。5。(3)對于恒容的平推流管式反映器___＿___、_＿＿__＿_、_______一致。６.(1)若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為_＿＿_＿__。７.（2)流體的混合程度慣用_______、_＿_____來描述。8。(2)催化劑在使用過程中,可能因晶體構(gòu)造變化、融合等造成表面積減少造成的____＿__失活，也可能由于化學物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_＿＿＿＿__失活。9.(１)對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜,當微孔孔徑在約____＿__時,分子與孔壁的碰撞為擴散阻力的重要因素。10。(1)絕熱床反映器由于沒有徑向床壁傳熱，普通能夠當作平推流解決，只考慮流體流動方向上有溫度和濃度的變化,因此普通可用____＿__模型來計算。１1。（1)對于可逆的放熱反映,存在著使反映速率最大的最優(yōu)溫度和平衡溫度,兩者的關(guān)系為__＿_____＿_＿_＿_。1２.（1)描述流化床的氣泡兩相模型,以的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過,而其它部分＿____＿_則全部以氣泡的形式通過．１３。（2)描述流化床的數(shù)學模型，對于氣、乳兩相的流動模式普通認為＿＿__＿__相為平推流，而對__＿___＿相則有種種不同的流型。14。(1)多相反映過程是指同時存在___＿___相態(tài)的反映系統(tǒng)所進行的反映過程。II。單選1.（2）一級連串反映A→Ｐ→Ｓ在全混流釜式反映器中進行,使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時______＿。A.B.Ｃ.D.2.（2）全混流反映器的容積效率η不大于1.0時，且隨著的增大而減小,此時該反映的反映級數(shù)n____＿_＿。A。＜0B。=0C．≥0Ｄ.>0３。（２)當反映級數(shù)n__＿＿_＿_時,微觀流體含有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A．＝0Ｂ。=1Ｃ．＞1D。＜14.(2）軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_＿____＿無關(guān)。A。示蹤劑的種類B。示蹤劑的輸入方式C．管內(nèi)的流動狀態(tài)Ｄ.檢測位置5．(2)對于氣—液相反映幾乎全部在液相中進行的極慢反映，為提高反映速率，應選用_＿__＿＿_裝置.Ａ．填料塔B。噴灑塔Ｃ．鼓泡塔D。攪拌釜６.（2)催化劑在使用過程中會逐步失活,其失活速率式為,當平行失活對反映物有強內(nèi)擴散阻力時,d為＿_＿_＿__。A.≈0B.=１Ｃ.→3D?！?７.(2)不屬于氣固相催化反映固定床反映器擬均相二維模型的特點是＿___＿_＿.A。粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差C．床層徑向有溫度梯度D．床層軸向有溫度梯度8.(2)不屬于氣固相催化反映固定床反映器擬均相二維模型的特點是＿_＿＿_＿_。A。粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度D。床層徑向有濃度梯度9。(2）下列哪一項不屬于流化床反映器按深度而分的第Ⅱ級模型的特點__＿___＿。A.各參數(shù)均為恒值B。參數(shù)值不隨床高而變C．參數(shù)值與氣泡大小無關(guān)Ｄ。參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)10.(2)流化床反映器中的操作氣速是根據(jù)具體狀況定的,普通取流化數(shù)在__＿___＿范疇內(nèi)。A。0.１~0。4B。1。5～1０C。1０~15D.0。4～１.5ＩII．簡答題1。（5）簡述等溫恒容平推流反映器空時、反映時間、停留時間三者關(guān)系?2.（5)簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗辦法及其對應曲線?3．（5）簡述氣—液反映的宏觀過程：A(g)+ｂＢ（l)→產(chǎn)物(l)？4.(5）簡述固定床反映器的優(yōu)缺點?5。(５)簡述氣固流化床反映器氣泡兩相模型的特點?6.（5)簡述雙膜理論?IV.計算題1.(10）醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反映生成甲烷和二氧化碳:已知在9１6℃時,試計算:1)?99％的醋酸反映掉的時間；(６分)2）在此反映條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。（4分)2。(1０)有一級不可逆反映Ａ→Ｐ,在85℃時反映速率常數(shù)為3．45h－1,今擬在一種容積為10m３的釜式反映器中進行,若最后轉(zhuǎn)化率為,設(shè)該反映的解決量為1.82m３/h，今若改用兩個容積相等的串聯(lián)釜操作,求反映器的總?cè)莘e？3。(1０）(A)(P）(Ｓ）反映速度;,在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反映器內(nèi)進行這一反映時，求目的產(chǎn)物P的選擇性,其中，,，。4．(１0）有一種反映器測其方差,如果這個反映器能夠用等體積多釜串聯(lián)模型來描述，并在這個反映器中進行液相反映A＋B→2R,已知，，,求反映器的出口轉(zhuǎn)化率？５。(5)用多級全混流串聯(lián)模型來模擬一管式反映裝置中的脈沖實驗,已知，，求１) 推算模型參數(shù)N；（3分)2）推算一級不可逆等溫反映的出口轉(zhuǎn)化率。（２分）化學反映工程期末復習題答案（1)1.（１)化學反映的工程問題２。（1)3。(2）濃度、溫度4。(１)平推流5.（3)平均停留時間、反映時間、空時6.(1)微觀流體7．(2）調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)8．（2)物理、化學９。(1）0.1um１0.(１）擬均相一維１１。(１）12.(1)１3.(2)氣、乳14.(1）兩個或更多１。（2）Ｄ2。（2)D3。(2)D4。(2）Ｃ5。(2)C6.（2）C７．(2)A8．(2)Ａ9。（2)C１0.(2）Ｂ1。（5)空時是反映器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（①分)反映時間是反映物料進入反映器后從實際發(fā)生反映的時刻起到反映達某一程度所需的反映時間。（①分)停留時間是指反映物進入反映器的時刻算起到離開反映器內(nèi)共停留了多少時間。（①分)由于平推流反映器內(nèi)物料不發(fā)生返混，含有相似的停留時間且等于反映時間,恒容時的空時等于體積流速之比,因此三者相等。(②分)2。(５）階躍示蹤法是對于定常態(tài)的持續(xù)流動系統(tǒng)，(①分)在某瞬間ｔ＝0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑Ａ且濃度為的流體,（①分)同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化.(①分)對應的曲線為F(t）,。（②分)3。(5）1)反映物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達成氣液相平衡；②分2）反映物氣相組分Ａ從氣液相界面擴散入液相，并在液相內(nèi)反映;①分3)液相內(nèi)的反映產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散；①分4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散.①分4.（5)但凡流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反映的裝置都稱作固定床反映器．（①分）１)催化劑在床層內(nèi)不易磨損;(①分)2)床層內(nèi)流體的流動靠近于平推流,與返混式反映器相比,用較少的催化劑和較小的反映器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；(①分)3)固定床中的傳熱較差;（①分)4)催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。(①分)5.（５）１）以U０的氣速進入床層的氣體中,一部分在乳相中以起始流動速度Umf通過，而其它部分以(U０－Ｕmf)則全部以氣泡的形式通過;①分２）床層從流化前的高度Lｍf增高到流化時的高度Lｆ,完全是由于氣泡的體積所造成;①分3）氣泡相為向上的平推流，大小均一；①分４）反映完全在乳相中進行；①分５)氣泡與乳相間的交換量Q為穿流量q與擴散量之和。①分6。(5）該模型構(gòu)想在氣-液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜,（①分)而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內(nèi)，而假定氣相主體和液相主體內(nèi)構(gòu)成均一，不存在傳質(zhì)阻力(①分）.組分是通過在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質(zhì)的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達成平衡（①分）。因此，把復雜的相間傳質(zhì)過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加（①分）,相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和(①分)。1．（10)解:設(shè)在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為,則①分①分相加得①分將其積分②分１）?當轉(zhuǎn)化率為９9%時①分①分2) 瞬時選擇性為①分積分得②分①分2.（1０）解:由于兩等體積釜串聯(lián)，則①分②分∴①分而②分即①分由②分反映器的總?cè)莘e為①分3。(1０）解：等容積釜串聯(lián)應有①分對第二個全混流反映器作物料衡算①分∴①分對于P:①分∴+②分①分①分∴①分①分4。(10）解：①分②分則每個反映器的停留時間為①分對第一種釜進行物料衡算①分整頓得①分解得①分同理對第二個釜進行物料衡算①分解得①分①分5。(5）解:1）①分①分?。?4①分2)②分化學反映工程期中復習題Ｉ。填空題1。(3)化學反映工程中的“三傳一反”中的三傳是指_______、__＿＿＿__、_____＿_。2.(3)化學反映過程按操作辦法分為_______、_____＿_、＿＿_＿___操作。3。（1）活化能的大小直接反映了________＿_＿___對溫度的敏感程度。4.(2)一級連串反映在全混流釜式反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_＿＿＿__、______。５.(2）生成主產(chǎn)物的反映稱為＿＿__＿＿＿,其它的均為__＿_＿__．6。（1)如果平行反映均為一級不可逆反映,若＞,提高選擇性應____＿__.7.(3）對于恒容的平推流管式反映器__＿____、_______、_______一致。8。（２)全混流反映器的空時τ是____＿__與__＿__＿_之比。9．（1)對于可逆的放熱反映，使反映速率最大的反映溫度__＿__＿_．10。（2)對于循環(huán)操作的平推流反映器，當循環(huán)比β→0時反映器內(nèi)返混為__＿＿＿__，而當β→∞時則反映器內(nèi)返混為_____＿＿.II。單選1．(2）如果平行反映均為一級不可逆反映,若>,提高選擇性應___＿＿__。Ａ。提高濃度B。提高溫度C．減少濃度D.減少溫度２.（２)氣相反映2A+B→3P+S進料時無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進料,則膨脹因子=___＿。Ａ.—1B．—１/2C.１／2D.13。(2)氣相反映進料時無惰性氣體,與以1∶2摩爾比進料,則膨脹因子=____＿__。A。-2B.—1C。1D.24。（2)全混流釜式反映器最多可能有＿____＿＿個定常態(tài)操作點。Ａ。1Ｂ。2C.３D。４5。(2)對于反映級數(shù)n＞0的不可逆等溫反映,為減少反映器容積,應選用_＿_____。A．平推流反映器B。全混流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D。全混流串接平推流反映器６。（２)全混流反映器的容積效率η＝1。0時,該反映的反映級數(shù)ｎ___＿＿__。A．<0B．=0C．≥0D。>07。（2）一級連串反映在全混流釜式反映器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度___＿＿＿_．A。B.Ｃ．D。8。(２)在間歇反映器中進行等溫二級反映A→Ｂ，，當時，求反映至所需時間ｔ=＿_＿__＿＿秒.Ａ．85００B。890０C.9000D．9９009。（２)在間歇反映器中進行等溫一級反映Ａ→Ｂ，，當時，求反映至所需時間t=_______秒。Ａ.400B.4６０Ｃ．5０0D.56０１0.（2）對于自催化反映,最適宜的反映器為__＿____．A。全混流反映器Ｂ．平推流反映器C。循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器ＩＩI.簡答題1.(5)簡述均相反映及其動力學的研究內(nèi)容？2.（5)簡述抱負反映器的種類?３。（5）對于反映,,其活化能為;,其活化能為，當＞時如何選擇操作溫度能夠提高產(chǎn)物的收率？4。(5)簡述等溫恒容平推流反映器空時、反映時間、停留時間三者關(guān)系?5。(5)簡述分批式操作的完全混合反映器?IV．計算題1．（10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反映生成甲烷和二氧化碳：已知在9１6℃時,試計算：1) ９９%的醋酸反映掉的時間;（6分)2)在此反映條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。(4分)２．(1０）在1000K于恒溫恒壓反映器中進行下述分解反