2025年大學(xué)二年級(jí)（化學(xué)工程與工藝）化學(xué)反應(yīng)工程試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.對(duì)于反應(yīng)A+B→C，其反應(yīng)速率方程式為r=k[A][B]，則該反應(yīng)為（）A.零級(jí)反應(yīng)B.一級(jí)反應(yīng)C.二級(jí)反應(yīng)D.三級(jí)反應(yīng)2.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k的大小取決于（）A.反應(yīng)物濃度B.反應(yīng)溫度C.反應(yīng)壓力D.催化劑3.某反應(yīng)的活化能為80kJ/mol，當(dāng)溫度從298K升高到308K時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k將（）A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定4.對(duì)于可逆反應(yīng)A?B，下列說(shuō)法正確的是（）A.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡B.反應(yīng)物濃度等于生成物濃度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡C.反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡D.以上說(shuō)法都不對(duì)5.下列哪種反應(yīng)器屬于理想置換反應(yīng)器（）A.間歇反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.平推流反應(yīng)器D.攪拌釜式反應(yīng)器6.對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，其半衰期與反應(yīng)速率常數(shù)k的關(guān)系為（）A.t1/2=0.693/kB.t1/2=k/0.693C.t1/2=1/kD.t1/2=k7.某反應(yīng)在500K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)為k1，在600K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)為k2，且k2/k1=10，則該反應(yīng)的活化能為（）A.10kJ/molB.20kJ/molC.40kJ/molD.80kJ/mol8.對(duì)于平行反應(yīng)A→B（主反應(yīng)），A→C（副反應(yīng)），下列說(shuō)法正確的是（）A.提高反應(yīng)物濃度有利于主反應(yīng)B.降低反應(yīng)物濃度有利于主反應(yīng)C.改變反應(yīng)物濃度對(duì)主副反應(yīng)無(wú)影響D.以上說(shuō)法都不對(duì)9.全混流反應(yīng)器的特點(diǎn)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.反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時(shí)間相同D.以上都是10.對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)大于零的反應(yīng)，下列哪種反應(yīng)器的反應(yīng)效果最好（）A.間歇反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.平推流反應(yīng)器D.攪拌釜式反應(yīng)器第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡(jiǎn)述化學(xué)反應(yīng)工程的研究?jī)?nèi)容。12.（15分）某反應(yīng)的速率方程式為r=k[A]^2[B]，當(dāng)[A]=2mol/L，[B]=3mol/L時(shí)，反應(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，求反應(yīng)速率常數(shù)k。13.（15分）對(duì)于反應(yīng)A+B→C，在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)[A]=[B]=1mol/L，反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)，[A]=0.5mol/L，求該反應(yīng)的反應(yīng)速率及反應(yīng)級(jí)數(shù)。1上4.（15分）材料：在某化工生產(chǎn)中，采用連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器進(jìn)行一個(gè)二級(jí)反應(yīng)A+B→C，已知進(jìn)料流量為10m^3/h，進(jìn)料濃度[A]=[B]=反應(yīng)速率常數(shù)k=2m^(-1)·h^(-1)。求反應(yīng)器的體積。15.（15分）材料：某反應(yīng)A→B在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.5h^(-1)，進(jìn)料流量為5m^3/h，進(jìn)料濃度[A]=2mol/L。求反應(yīng)器的長(zhǎng)度（假設(shè)反應(yīng)器內(nèi)徑為1m）。答案：1.C2.B3.A4.A5.C6.A7.C8.A9.D10.C11.化學(xué)反應(yīng)工程主要研究化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題，包括反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析、反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化與控制等。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，研究化學(xué)反應(yīng)在不同反應(yīng)器中的行為，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。12.將[A]=2mol/L，[B]=3mol/L，r=0.12mol/(L·s)代入速率方程式r=k[A]^2[B]，可得0.12=k×2^2×3，解得k=0.01mol^(-2)·L^2·s^(-1)。13.反應(yīng)速率r=-d[A]/dt=(1-0.5)/10=0.05mol/(L·min)。設(shè)反應(yīng)級(jí)數(shù)為n，根據(jù)速率方程式r=k[A]^n[B]^m，由于反應(yīng)開(kāi)始時(shí)[A]=[B]，則r=k[A]^(n+m)。將r=0.05mol/(L·min)，[A]=0.5mol/L代入可得0.05=k×0.5^(n+m)。又因?yàn)榉磻?yīng)開(kāi)始時(shí)r=k×1^(n+m)=k，所以k=0.05mol/(L·min)，則0.05=0.05×0.5^(n+m)，解得n+m=2，所以反應(yīng)級(jí)數(shù)為二級(jí)。14.對(duì)于二級(jí)反應(yīng)A+B→C，在連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中，反應(yīng)速率r=k[CA][CB]。已知進(jìn)料流量為10m^3/h，進(jìn)料濃度[CA0]=[CB0]=1mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)k=2m^(-1)·h^(-1)。設(shè)反應(yīng)器體積為V，則V=q0(CA0-CA)/r。根據(jù)物料衡算，CA=CA0/(1+kτ)，其中τ=V/q0。將CA=CA0/(1+kτ)代入r=k[CA][CB]，可得r=kCA0^2/(1+kτ)^2。又因?yàn)閝0=10m^3/h，CA0=1mol/L，k=2m^(-1)·h^(-1)，代入V=q0(CA0-CA)/r，解得V=5m^3。15.對(duì)于反應(yīng)A→B在平推流反應(yīng)器中，反應(yīng)速率r=kCA。已知進(jìn)料流量為5m^3/h，進(jìn)料濃度CA0=2mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.5h^(-1)。根據(jù)物料衡算，CA=CA0e^(-kt)。在反應(yīng)器出口處，CA=CA0e^(-kL/u)，其中L為反應(yīng)器長(zhǎng)度，u為流體流速。已知反應(yīng)器內(nèi)徑為1m，則u=q0/(πd^2/4)=5/(π×1^2/4)=20/πm/h。將CA=CA0e^(-kL/u)代入r=kCA，可得r=kCA0e^(-kL/u)。又因?yàn)閞=kCA0，所以e^(-kL/