化学反应工程期中自测试卷

化学反应工程期中自测试卷

( 3 )

科 目:化学反应工程 适用对象:化学工程与工艺本科

2004-7-6

I.填空题 1.(3)

化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。

2.(3)

化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。

3.(1)

活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。

4.(2)

一级连串反应ACP,max?K1PK2S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度

______、

?opt?______。

5.(2)

生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。

6.(1)

P(主)AS(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性SP应_______。

如果平行反应

7.(3)

对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。

8.(2)

全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。

9.(1)

A对于可逆的放热反应

k1k2R，使反应速率最大的反应温度

Topt?_______。

10.(2)

对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。

II.单项选择 1.(2)

P(主)A如果平行反应

S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性SP应_______。

A. 提高浓度 B. 提高温度 C. 降低浓度 D. 降低温度

2.(2)

气相反应2A + B → 3P + S进料时无惰性气体，A与B以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子?A=____。 A. -1 B. -1/2 C. 1/2 D. 1

3.(2)

气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与H2以1∶2摩尔比进料，则膨胀

因子CO=_______。

A. -2 B. -1 C. 1 D. 2

?4.(2)

全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

5.(2)

对于反应级数n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用_______。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器

6.(2)

全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_______。

A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0

7.(2)

一级连串反应ACP,max?K1PK2S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度

K22?K1_______。

K2CA0K1K2?K1KCA0()CA0(2)K1/22K2K1A. B. [(K2/K1)?1] C.

CA01/22[(K/K)?1]12 D.

8.(2)

2CAmol/l?s，当CA0?1mol/l时，求反在间歇反应器中进行等温二级反应A → B，?rA?0.01应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。

A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900

9.(2)

C?1mol/l时，求反

在间歇反应器中进行等温一级反应A → B，?rA?0.01CAmol/l?s，当A0应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。

A. 400 B. 460 C. 500 D. 560

10.(2)

对于自催化反应，最合适的反应器为_______。

A. 全混流反应器 B. 平推流反应器

C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器

III.简答题 1.(5)

简述均相反应及其动力学的研究内容？

2.(5)

简述理想反应器的种类？

3.(5)

k1R2AS，rR?k1CA，其活化能为E1；对于反应

时如何选择操作温度可以提高产物的收率？

k2rS?k2CA，其活化能为E2，当E1＞E24.(5)

简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？

5.(5)

简述分批式操作的完全混合反应器？

IV.计算题 1.(10)

醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：

k1k2CH3COOH???CH2?CO?H2O CH3COOH???CH4?CO2

?1?1k?4.65s,k?3.74s12已知在916℃时，试计算：

1） 99%的醋酸反应掉的时间；(6分)

2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。（4分）

2.(10)

在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：

RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)

反应速率常数0.082 l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×10Pa，求 1） 将20%的RCH2OH分解所需时间； 2）RCH2OH的浓度降低20%所需的时间。

5

3.(10)

现有一有效容积为0.75m的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A→R的一级不可逆的液相反应，其速率常数

3

2

.9??1?5525k?1.0788?109exp??(h)?J/molA，原料液中A的浓度T??，反应热(??Hr)?20921CA0?0.2mol/l，但不含反应产物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定压比热CP?2.9293v?3m/h，0（J/g·℃）。要求原料液的进料流率为反应器出口的反应液中CA?0.04mol/l。

总传热系数U=209.2（KJ/m·h·℃）。所用的冷却介质的温度为25℃。试求满足上述反应要求

所需的反应温度以及料液的起始温度T0。

2

4.(5)

2?r?0.35Cmol/l?s，当A的浓度为1mol/l时，达到A的残余浓度AA设某反应的动力学方程为

0.01mol/l，需多少时间？

化学反应工程期中自测试卷答案

( 3 )

1.(3)

质量传递、热量传递、动量传递

2.(3)

分批式操作、连续式操作、半分批式

3.(1)

反应速率

4.(2)

1CA0[(K2/K1)1/2?1]2、K1K2

5.(2)

主反应、副反应

6.(1)

提高温度

7.(3)

平均停留时间、反应时间、空时

8.(2)

反应器的有效容积、进料流体的容积流速

9.(1)

10.(2) 1.(2)

?(E2?E1)kEC(1??A)Rln'01A0k0E2(CR0?CA0?A)

零、最大 B

2.(2)

C

3.(2)

A

4.(2)

C

5.(2)

A

6.(2)

B

7.(2)

B

8.(2)

D

9.(2)

B

10.(2)

D

1.(5)

参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。（①分）均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，（②分）并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。（②分）