中国石油大学成人教育《化学反应工程》在线考试复习题及参考答案Word文件下载.docx

中国石油大学成人教育《化学反应工程》在线考试复习题及参考答案Word文件下载.docx

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4．乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，但乙苯仍大量存在，表明这是一个（）反应。

A．慢速B．可逆C．自催化D．不可逆

5．全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，则必须满足以下条件：

A．移热速率>

放热速率

B．移热速率<

C．移热速率随温度变化率>

放热速率随温度的变化率

D．移热速率随温度变化率<

6．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-rA1与第二釜的反应速率-rA2之间的关系为（）。

两釜反应温度相同。

A．-rA1>

-rA2B．-rA1=-rA2C．-rA1<

-rA2D．不能确定何者为大

7．对于一级不可逆反应，产物R的最大浓度通常（）。

A．只与速率常数的大小有关

B．只与反应温度有关

C．与A的初始浓度和速率常数的大小有关

D．只与A的初始浓度有关

8．某反应速率常数的单位为m3/（mol.hr），该反应为（）级反应。

A．零级B．一级C．二级D．不能确定

9．某反应速率常数的单位为mol/（m3.hr），该反应为（）级反应。

10．对于平行反应，活化能E1>

E2，反应级数n1<

n2，如果目的产物是R，我们应该在（）条件下操作。

A．高温、反应物A高浓度B．高温、反应物A低浓度

C．低温、反应物A高浓度D．低温、反应物A低浓度

11．是（）。

A．平推流的E函数B．全混流的E函数

C．平推流串联全混流的E函数D．全混流串联平推流的E函数

12．对于强放热的气-固相催化反应，理论上可能得到的值的最多个数为（）。

A．一个B．两个C．三个

13．全混流模型的停留时间分布的无因次方差等于（）。

A．0B．1C．

14．恒温恒压的气相变容反应，原料中混入了一定量的Ar气（与N2和H2的转化率为零时的初始总摩尔数比为1/2，N2与H2的比例为计量比），则膨胀率为（）。

A．-0.5B．-1/3C．-1/6D．-5/6

15．已知一闭式反应器的，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（）。

A．4.5B．5.6C．3.5D．4.0

16．某反应速率常数的单位为hr-1，该反应为（）级反应。

17．四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差为（）。

A．1.0B．0.25C．0.50D．0

18．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：

E2<

E1<

E3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（）。

A．先高后低B．先低后高C．高温操作D．低温操作

19．恒温恒压的气相变容反应，原料中混入了一定量的Ar气（与N2和H2的转化率为零时的初始总摩尔数比为1：

4，N2与H2的比例为计量比），则膨胀率为（）。

A．-2/5B．-1/3C．-1/6D．-1/2

20．对于一级不可逆反应，若k1＝k2，产物R的最大浓度通常（）。

二、填空题

1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为（）J／mol。

2．在两个等体积串联的全混流反应器中进行一级液相反应A→P，出口转化率为0.6，现其它条件不变，将第二个全混流反应器的体积增加一倍，则出口转化率为（）。

3．初浓度为25.4mol/L的过氧化氢，用催化法进行分解反应，10min后溶液中含过氧化氢13.4mol/L，20min后为7.08mol/L，30min后为3.8mol/L，则该反应的级数为（），反应速率常数为0.0635/min。

4．等温二级分解反应，依次经过体积相等的一个平推流反应器和一个全混流反应器，出口转化率为0.99，若将这两个反应器调换串联次序，则出口转化率为（）。

5．某一级液相反应在间歇式反应器中进行，5min转化率为50％，则转化率达到75％需时间（）min。

6．等温下在循环流动管式反应器中进行一级不可逆反应AP，进料浓度为CA0，当循环比为20，转化率XA=0.3时，该反应器体积与使用单个非循环全混流反应器体积之比为（）。

7．气相三级反应2NO+O22NO2在30℃及1kg/m2下，已知该反应的反应速率常数kC=2.65104（L2/mol2.s），今若以–rA=kPpA2pB表示，则反应速率常数kP=（）。

8．已知反应A+BP，速度方程-rA=kCACB，反应过程中的体积变化忽略不计，已知25℃下反应速率常数k=9.9210-3（m3/kmol.s），物料A和B的初始浓度分别为0.1和0.08kmol/m3，则在间歇式反应器中限制反应物的转化率达到95%时所需反应时间为（）。

9．将一个全混流反应器用于分解稀溶液A，该反应为一级不可逆反应，反应速率常数为3.45L/h，反应器容积为10m3，若要求分解率达95%，则该反应器的处理量为（）。

10．有一液相不可逆反应，A的初始浓度为0.5mmol/L和3mmol/L的条件下均在10min内转化了15％，该反应的反应级数为n=（）。

速率常数k=（）。

11．半衰期为20h的放射性流体，以100L/h的流率通过两只串联的理想搅拌釜中处理，每只釜的体积为40m3，则通过这个系统后原流体的活性衰减了（）。

12．物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30min,而在80℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为（）。

13．某反应的速率方程式为mol/（m3.h），则反应级数n为2时，k的单位为（）。

14．对于反应，各物质反应速率之间的关系为：

（-rA）:

（-rB）:

rR＝（）。

15．对流经某管式反应器内的流体，测得其停留时间分布数据后，用轴向分散模型描述时获得轴向分散系数D=0.5m2/s，已知管长L=10m，流体在管内流动的线速度u=0.5m/s，若用多釜串联模型描述时，其模型参数N（多釜串联的釜数）=（）。

16．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为（）。

17．多级混合模型的唯一模型参数为（），轴向扩散模型的唯一模型参数为（）。

18．对于一个循环操作的平推流反应器，当循环比0时，它即变为一个（）反应器，当循环比时则相当于一个（）反应器。

19．在对物料在反应器内的停留时间分布函数作定量描述时，常用到的两个最重要的特征值是（）和（）。

20．用于描述非理想流动的多级混合模型的唯一模型参数为（），而轴向扩散模型的唯一模型参数为（）。

三、问答题

1．设有三种不同类型的球状催化剂：

A.活性组分均匀分布型，B.活性组分分布于表面的“蛋壳”型，C.活性组分集中于中心的“蛋黄”型。

若R为目的产物，则：

（1）对反应A＋B→R，当内扩散阻力可忽略不计时，选用什么型为好？

为什么？

（2）对有内扩散阻力的串联基元反应A→R→S，选用什么型为好？

2．气体在催化剂存在下进行化学反应通常可假设成七个步骤，简述这七个步骤的内容？

3．在四段绝热式固定床反应器中进行n级不可逆反应,各段的催化剂量相同，且控制进入各段的反应物料温度相等。

若n>

0，试问：

（1）哪一段的净转化率最大？

哪一段最小？

（2）若段间采用冷激方法进行降温，试问第一段与第二段之间和第二段与第三段之间哪处需加入的冷激剂量多?

4．对动力学控制、液膜扩散阻力控制及气膜阻力控制的气液反应，如何选择吸收设备？

5．在一绝热式管式反应器中，进行一气相反应A→2P，反应器进口温度为650℃，反应物A进口浓度为8％（mol）,出口温度为750℃，A出口浓度为1.6％（mol）。

在反应器内A、B两点分别进行测定。

（1）测得A点的温度为780℃，你认为正确吗？

（2）测得B点的转化率为90％，你认为正确吗？

6．什么是反应程度？

7．什么是转化率？

8．什么是收率？

9．什么是选择性？

10．什么是化学反应速率（均相反应）？

11．什么是空时？

12．什么是空速？

13．什么是质量作用定律？

14．什么是幂数型反应速率方程式？

15．什么是反应级数？

16．什么是阿仑尼乌斯方程？

17．在两个串联的全混流反应器（空时不相等）中进行均相等温零级与一级反应，问如何串联可获得最高的转化率？

18．液相复合反应,若

为使目的产物P的选择性高，应选择：

（1）若采用间歇反应釜，其加料方式为？

（2）若采用管式反应器，其进料方式为？

（3）若E1>

E2，则反应温度应尽可能采用高温或低温？

19．为什么说对于反应级数大于零的不可逆反应，反应温度越高，消除内扩散影响所要求的粒度越小；

反应物浓度越高，消除内扩散影响所要求的粒度越小？

20．厂里闲置着两台反应釜，反应体积分别为5m3和3m3。

现欲用来生产乙酸乙酯，由于乙醇大大过量，该反应对乙酸为二级反应，现要求乙酸乙酯的产量尽可能大，你认为应采用什么样的连接方式？

四、计算题

1．在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后，不同时间检测出口示踪物的浓度C，结果如下所示：

时间，min

5

10

15

20

25

30

35

CA，mol/L

4

11

2

现有某液相反应物A在该反应器中进行分解反应，速率方程为：

k=0.30min-1，

用多级混合流模型预测时，该反应器的出口转化率为多少？

2．液体反应物A（CA0＝1mol/L）通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应，第一个反应器出口的浓度为0.5mol/L，两个反应器的体积比V2/V1=2，反应级数为二级：

2mol/（L.min）

求第二个反应器出口的浓度。

3．反应物A反应首先生成R（k1=5hr-1），R进一步反应生成S（k2=3hr-1）和T（k3=1hr-1）。

如果浓度为1.0mol/L的纯A在一个全混流反应器内进行反应，求R浓度达到最大值的空时及R的最大浓度。

4．某气相一级不可逆反应：

在等温，等压条件下在一间歇反应器中进行，原料中含A75％（mol），10分钟后体积增加了一倍，求A的转化率以及此温度下的速率常数。

5．某一级液相反应在一只全混流反应器中进行，转化率为90％，如果再串连一只同样的全混流反应器，使转化率仍维持