2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（化工反應(yīng)工程）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題給出的選項中，只有一項是符合題目要求的)1.對于化學(xué)反應(yīng)A→P，其反應(yīng)速率的定義式為（）A.-dCA/dtB.dCA/dtC.-dCP/dtD.dCP/dt2.反應(yīng)級數(shù)（）A.只能是正整數(shù)B.可以是分數(shù)C.只能是整數(shù)D.只能是負數(shù)3.對于等溫恒容的反應(yīng)體系，下列哪種情況可使反應(yīng)速率增大（）A.增加反應(yīng)物濃度B.降低溫度C.減小反應(yīng)壓力D.加入惰性氣體4.某反應(yīng)的活化能為80kJ/mol，當(dāng)溫度從298K升高到308K時，反應(yīng)速率常數(shù)約增大（）A.2%B.5%C.10%D.20%5.全混流反應(yīng)器的特點是（）A.反應(yīng)器內(nèi)物料濃度處處相等B.反應(yīng)器內(nèi)物料溫度處處相等C.出口物料組成與反應(yīng)器內(nèi)物料組成相同D.以上都是6.平推流反應(yīng)器的返混程度為（）A.0B.1C.無窮大D.介于0和1之間7.對于串聯(lián)反應(yīng)A→P→S，若要提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)（）A.選擇反應(yīng)速率快的反應(yīng)器B.選擇反應(yīng)速率慢的反應(yīng)器C.采用多個反應(yīng)器串聯(lián)D.采用全混流反應(yīng)器8.化學(xué)反應(yīng)工程中，研究的對象是（）A.化學(xué)反應(yīng)B.反應(yīng)器C.反應(yīng)體系D.以上都是9.下列哪種反應(yīng)器適用于氣-固相催化反應(yīng)（）A.釜式反應(yīng)器B.管式反應(yīng)器C.固定床反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器10.反應(yīng)速率常數(shù)k與下列哪些因素有關(guān)（）A.反應(yīng)物濃度B.溫度C.反應(yīng)壓力D.催化劑第II卷（非選擇題，共70分）11.簡答題(總共2題每題10分，簡要回答下列問題)（1）簡述化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容。（2）說明全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器的特點及區(qū)別。12.計算題(總共2題每題15分，計算下列各題)（1）某一級反應(yīng)A→P，在300K時反應(yīng)速率常數(shù)k=0.01min?1，若反應(yīng)物初始濃度CA0=1mol/L，求反應(yīng)進行100min后反應(yīng)物的濃度。（2）在等溫恒容條件下，進行反應(yīng)A→2P，反應(yīng)速率方程為rA=kCA2，k=0.5L/(mol·min)，反應(yīng)物初始濃度CA0=2mol/L，求反應(yīng)進行10min時的反應(yīng)速率。13.分析題(總共1題20分，分析下列反應(yīng)過程)在某一連續(xù)流動的反應(yīng)體系中，進行反應(yīng)A+B→C，反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進行。已知進料中A的濃度CA0=1mol/L，B的濃度CB0=2mol/L，反應(yīng)速率方程為r=kCACB，k=1L/(mol·min)。若反應(yīng)器體積為10L，進料流量為5L/min，求反應(yīng)器出口處A、B、C的濃度。14.論述題(總共1題10分，論述下列觀點)論述化學(xué)反應(yīng)工程在化工生產(chǎn)中的重要性。答案1.A2.B3.A4.D5.D6.A7.C8.D9.C10.B11.（1）化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容包括：研究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律，建立反應(yīng)速率方程；研究反應(yīng)器的特性，建立反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型；研究反應(yīng)過程的優(yōu)化，提高反應(yīng)的效率和經(jīng)濟效益。（2）全混流反應(yīng)器特點：反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度處處相等，出口物料組成與反應(yīng)器內(nèi)物料組成相同，返混程度最大。平推流反應(yīng)器特點：物料以相同的流速向前推進，不存在返混，各截面上物料濃度和溫度不同。區(qū)別在于返混程度不同，全混流返混大，平推流無返混。12.（1）根據(jù)一級反應(yīng)積分式CA=CA0e?kt，代入數(shù)據(jù)得CA=1×e?(0.01×100)=0.368mol/L。（2）反應(yīng)速率方程rA=kCA2，CA=CA0-xA，xA=ktCA0/(1+ktCA0)，代入數(shù)據(jù)得CA=2-0.5×10×2/(1+0.5×10×2)=0.67mol/L，rA=0.5×0.672=0.225L/(mol·min)。13.首先計算反應(yīng)器的空時τ=V/v0=10/5=2min。設(shè)反應(yīng)器出口處A的濃度為CA，B的濃度為CB，C的濃度為CC。根據(jù)全混流反應(yīng)器的物料衡算，對于A有：v0CA0-v0CA=rV，即5×1-5CA=1×CA×(2-CA)，解得CA=0.5mol/L；對于B有：v0CB0-v0CB=rV，即5×2-5CB=1×0.5×CB×(2-0.5)，解得CB=1.33mol/L；對于C有：CC=v0CA0-v0CA=5×1-5×0.5=2.5mol/L。14.化學(xué)反應(yīng)工程在化工生產(chǎn)中具有極其重要的地位。它為化工生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)，通過研究反應(yīng)規(guī)律