2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（反應(yīng)工程）上學(xué)期期末測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.對(duì)于反應(yīng)A+B→C，反應(yīng)速率v=kc^Ac^B，這種反應(yīng)屬于（）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.反應(yīng)速率常數(shù)k與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.反應(yīng)物濃度B.反應(yīng)溫度C.反應(yīng)活化能D.催化劑3.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)A→P，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.1min^-1，反應(yīng)物A的初始濃度c_A0=1mol/L，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t=10min時(shí)，反應(yīng)物A的濃度為（）A.0.1mol/LB.0.37mol/LC.0.5mol/LD.0.63mol/L4.全混流反應(yīng)器的特點(diǎn)是（）A.反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度處處均勻B.出口物料的濃度和溫度與進(jìn)口物料相同C.物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間相同D.以上都是5.對(duì)于平行反應(yīng)A→P（主反應(yīng)），A→S（副反應(yīng)），若要提高主產(chǎn)物P的收率，應(yīng)（）A.提高反應(yīng)溫度B.降低反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.減少反應(yīng)物濃度6.在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中，物料的流動(dòng)狀態(tài)可分為（）A.層流和湍流B.穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)C.平推流和全混流D.以上都不對(duì)7.對(duì)于氣固相催化反應(yīng)，下列哪個(gè)不是影響反應(yīng)速率的主要因素（）A.催化劑的活性B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)溫度D.氣體的流速8.反應(yīng)活化能的大小直接反映了（）A.反應(yīng)的難易程度B.反應(yīng)速率的快慢C.反應(yīng)熱的大小D.反應(yīng)物的活性9.對(duì)于可逆反應(yīng)A+B?C+D，達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是（）A.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B.反應(yīng)物濃度等于生成物濃度C.反應(yīng)停止D.以上都不對(duì)10.在反應(yīng)工程中，轉(zhuǎn)化率的定義為（）A.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量與初始量之比B.生成物生成的量與初始反應(yīng)物量之比C.反應(yīng)物消耗的量與生成物生成的量之比D.以上都不對(duì)二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.下列屬于反應(yīng)工程研究內(nèi)容的有（）A.反應(yīng)動(dòng)力學(xué)B.反應(yīng)器設(shè)計(jì)C.反應(yīng)過程的優(yōu)化D.反應(yīng)熱的計(jì)算2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有（）A.反應(yīng)物濃度B.反應(yīng)溫度C.催化劑D.反應(yīng)壓力3.間歇反應(yīng)器的特點(diǎn)包括（）A.反應(yīng)過程中無物料進(jìn)出B.反應(yīng)結(jié)束后物料一次性排出C.反應(yīng)器內(nèi)物料濃度隨時(shí)間變化D.適合大規(guī)模生產(chǎn)4.對(duì)于串聯(lián)反應(yīng)A→B→C，若要提高中間產(chǎn)物B的收率，可采取的措施有（）A.選擇合適的反應(yīng)溫度B.控制反應(yīng)物濃度C.采用合適的反應(yīng)器類型D.增加反應(yīng)時(shí)間5.氣固相催化反應(yīng)的步驟包括（）A.反應(yīng)物在催化劑表面的吸附B.吸附物種在催化劑表面的反應(yīng)C.產(chǎn)物在催化劑表面的脫附D.反應(yīng)物和產(chǎn)物在催化劑顆粒內(nèi)的擴(kuò)散三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”）1.反應(yīng)速率只與反應(yīng)物濃度有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。（）2.一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物初始濃度無關(guān)。（）3.全混流反應(yīng)器中物料的停留時(shí)間分布是均勻的。（）4.對(duì)于平行反應(yīng)，主反應(yīng)和副反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)之比是固定不變的。（）5.在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%。（）6.催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)。（）7.反應(yīng)活化能越大，反應(yīng)速率越快。（）8.可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都為零。（）9.間歇反應(yīng)器中反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間的增加而不斷降低。（）10.氣固相催化反應(yīng)中，內(nèi)擴(kuò)散對(duì)反應(yīng)速率沒有影響。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述反應(yīng)工程的研究對(duì)象和任務(wù)。2.說明全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器的特點(diǎn)及區(qū)別。3.分析影響氣固相催化反應(yīng)速率的主要因素。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分）1.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行某二級(jí)反應(yīng)A+B→P，反應(yīng)速率方程為v=kc^Ac^B，k=0.01m³/(mol·min)。反應(yīng)物A和B的初始濃度均為2mol/L，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t=10min時(shí)，求反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率。2.某氣相反應(yīng)A→2P，在等溫等壓下于全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，原料為純A，進(jìn)料流量為10mol/min，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.5min^-1。若要求A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%，求反應(yīng)器的體積。答案：一、選擇題1.C2.A3.B4.D5.B6.C7.D8.A9.A10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABC3.ABC4.ABC5.ABCD三、判斷題1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.×8.×9.√10.×四、簡答題1.反應(yīng)工程的研究對(duì)象是化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備。任務(wù)是研究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律，開發(fā)反應(yīng)過程的優(yōu)化技術(shù)，設(shè)計(jì)高效的反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的安全、高效、節(jié)能、環(huán)保等目標(biāo)，并為反應(yīng)器的放大設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和方法。2.全混流反應(yīng)器特點(diǎn)：反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度處處均勻，出口物料濃度和溫度與反應(yīng)器內(nèi)相同。平推流反應(yīng)器特點(diǎn)：物料以相同速度向前推進(jìn)，無返混，沿管長物料濃度和溫度呈連續(xù)變化。區(qū)別：全混流有返混，平推流無返混；全混流內(nèi)參數(shù)均一，平推流沿程變化；全混流出口與器內(nèi)相同，平推流出口與進(jìn)口不同。3.影響氣固相催化反應(yīng)速率的主要因素有：催化劑活性，活性高反應(yīng)速率快；反應(yīng)物濃度，濃度增加反應(yīng)速率加快；反應(yīng)溫度，溫度升高反應(yīng)速率加快；氣體流速影響外擴(kuò)散，合適流速可保證反應(yīng)速率；催化劑顆粒大小影響內(nèi)擴(kuò)散，顆粒小內(nèi)擴(kuò)散影響小，反應(yīng)速率快。五、計(jì)算題1.設(shè)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為x_A，則反應(yīng)時(shí)間t時(shí)，c_A=c_A0(1-x_A)，c_B=c_B0(1-x_A)。反應(yīng)速率v=kc_Ac_B=kc_A0²(1-x_A)²。對(duì)二級(jí)反應(yīng)，其積分式為：t=1/kc_A0[1/(1-x_A)-1]。已知k=0.01m³/(mol·min)，c_A0=2mol/L，t=10min，代入可得：10=1/(0.01×2)[1/(1-x_A)-1]解得x_A=0.67。2.已知進(jìn)料流量F_A0=10mol/min，k=0.5min^-1，x_A=0.8。對(duì)于全混流反應(yīng)器，其設(shè)計(jì)方程為：V=F_A0x_A/(-r_A)。反應(yīng)速率r_A=kc_A=kc_A0(1-x_A)。則V=F_A0x_A/[kc_A0(1-x<s