《化学反应工程》试题及答案

33. 乙炔与氯化氢在HgCl2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应

C2H2 (A) + HCl (B)== C2H3Cl (C)

其动力学方程式可有如下几种形式：

2（1）r?k(pApB?pC/K)/(1?KApA?KBpB?KCpC)

（2）r?kKApApB/(1?KApA?KBpB) （3）r?kKBpApB/(1?KBpB?KCpC) 试分别列出反应机理和控制步骤

34. 气固相催化反应：A+B==C，其反应机理如下：

A+σ?Aσ B+σ?Bσ Aσ+B? Cσ Cσ?C+σ

假定符合Langmuir均匀吸附模型，试分别推导动力学方程： （1） A吸附控制； （2） C脱附控制； （3） 表面反应控制。

35. 在气固相催化剂表面进行下列气相可逆反应：

A+B==R

其反应机理为： A+σ1＝Aσ1

B+σ2＝Bσ2

Aσ1+ Bσ2→Rσ1+σ2 (速率控制步骤) Rσ1＝R+σ1 试用Langmuir均匀吸附模型导出该反应的本征动力学方程。 36. 某气固相催化反应：A==R，其动力学方程式为

?rA?kKApA/(1?KApA?KRpR)（以催化剂质量为基准）

试导出平推流式的等温积分反应器中转化率xA与W/FA0的关系式

37. 试列出气固相催化反应通常所经历的步骤，并区分动力学控制和传递控制。

38. 试叙述气固相催化反应中Thiel模数φs和有效系数η的物理意义；对于本征动力学的测定应如何消除内外扩散的影响。

39. 某非催化气固相反应：A(g)+2B(s)==R(g)+S(s)，假定固体反应物为球型颗粒，若过程为气膜扩散控制，试采用缩核模型推导其动力学方程（t与xB的关系）。提示：气膜扩散方程：

?1dnA4?kG(CAG?CAS)；nB=ρmVc=?rc3?m

SRdt340. 某非催化气固相反应：A(g)+2B(s)==R(g)+S(s)，假定固体反应物为球型颗粒，若过程为非反应核表面反应控制，试采用缩核模型推导其动力学方程（t与xB的关系）。提示：表面反应：?1dnA4?ksCAS；nB=ρmVc=?rc3?m

3Srcdt41. 试列出气固相非催化反应中缩核模型的反应历程，并说明与缩粒模型的差别。 42. 试说明反应器设计中产生放大效应的原因；为提高放大的可靠性，应如何应用反应工程知识对系统进行研究。

43. 在全混流反应器中进行不可逆放热反应，其放热和移热线如下图所示：

试(1)指明稳定的定常态操作点，写出热稳定性的判据；(2)实际生产中如何进行开、停车操作，并在图中画出。

T 3 2 Q 1 Qr Qg 44. 采用中间冷却的三段绝热固定床进行气固相催化反应，标明图中各条线的名称，根据最优分段的要求画出整个过程的操作线。 xA xAf 0

45. 一级可逆反应A==B，对不同控制步骤绘出反应物A在催化剂颗粒内部与气膜中的浓度分布。其中：主体浓度为CAg；颗粒表面浓度为CAs；颗粒中心浓度为CAi；平衡浓度为CAe。 CAg CAg Rp 0 CAg Rp 0 CAg Rp 0 主气粒内 体 膜 CAg 主气粒内 体 膜 CAg 主气粒内 体 膜 T0 T 动力学控制

内扩散控制 外扩散控制