广工15年12月聚合反应工程复习题

客观题

练习1 选择

1.反应器的类型不同，则（）也将有不同。

A.反应动力学 B.传递特性 C.反应的相态 B.反应的可逆性

2.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<放热速率 C.移热速率随温度变化率>放热速率随温度变化率 D.移热速率随温度变化率<放热速率随温度变化率 3.等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行。（1）一个间歇反应釜，容积V1（仅考虑反应时间所需）；（2）一个平推流反应器，容积V2；（3）两个等体积全混流反应器串联，总容积为V3。若上述情况反应温度、物料处理量及转化率均相同，则容积比较为（） A.V1

（1）间歇釜式反应器，A和B一次性加入；（2）半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加； （3）半间歇反应器，B一次性加入，A连续滴加；（4）全混流反应器。 A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)

-1

5.由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=0.1e?t/10min,可判别该反应器的流型为（ ）； A.平推流 B.全混流 C.轴向分散 D.多级混合

6.两个等体积，反应温度相同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与第二釜速率rA2之间的关系（ ）。

A.rA1>rA2B.rA1=rA2C.rA1

7.分批次操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项_______。 A.加料时间 B反应时间 C.物料冷却时间 D.清洗釜所用的时间

2

8.在间歇反应器中进行等温二级反应A→B, -r=0.01Cmol/L,当C=1mol/L时，求反应至CA=0.01mol/L所需时间t=_______秒。

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

9.一级连串反应A→P→S在间歇式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间t=________。 A.1 K1K2 B.??1???2 C.ln(

??1)??2

ln(

??1)??2 ??1??2 D.??2???1 ln(

??1)??2

10.转化率是针对（ ）而言的，用于度量反应过程进行的程度。 A.产物 B.反应物 C.惰性组分 D.反应物或产物

填空

2

1.从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差σ=0.9，反应器可视为________。若求得无因次方差 2

σ=0.02，则反应器可视为活塞流反应器。

2.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________。

3.已知液相复合反应

2A+B P rp=k1CACB A+2B Q rp=k2CACB

为使目的产物P的选择性高，若采用管式反应器，则其进料方式为A从反应器进口处加入，B沿管长多处加

入；若采用间歇反应釜，其加料方式为___________________________；若E1>E2，则反应温度应采用高温。 4.聚合产物的质量与其_______________________密切相关，是聚合反应工程的主要内容之一。它们与聚合方法，反应器形式及操作方式（间歇、连续）等有密切联系。

5.某低温丁苯橡胶生产所采用的连续乳液聚合反应器中，流体的流动形态可用多级理想混合模型处理。经实验测得该反应器在某操作条件下对应的无因次方差等于0.25，那么，该模型的模型参数N=_______；也就是说，实际反应器中的返辊程度等效于4.0级串联的理想混合反应器的返辊程度。

6.下图我放热速率(Qg)图和移热速率(QT)图。点1.2.3.7.8.9是真稳定操作点；线D对应的进料温度一般称为着火温度；点______是着火点或起燃点；点6是熄火点。(图可以参考书图2-30) 7.搅拌雷诺数表征釜内流体的黏性力，可用于判断流态；功率准数是表示搅拌所需要功率大小的一个准数；_____________是一个表征循环特性的无因次准数；混合时间数则是一个代表釜内的混合特性的无因次数。 8.聚合反应釜常用的传热方式包括__________________________________________________（至少举四种） 9.设计反应器的主要任务在于根据给定的生产任务，在一定的条件下，计算反应器所需的体积。并以此作为确定反应器其他尺寸的主要依据。因此，尽管实际涉及的化学反应多种多样，所处理物理性质千差万别，但每一种反应器都必须满足三个基本要求，它们是：________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________。 10.非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了______________________。

判断

1.对于一定的流动状态，就有确定的停留时间分布及相应的平均停留时间和方差；反过来，同一种停留时间分布对应一种流动状态。（ ）

22

2.如果非理想流动反应器（体积为VR）的返辊特征数为σ，就可以将其等价为N=1/σ个体积均为VR/N的全混流反应器串联而成。其中，N作为一个虚拟数，不一定是整数。（ ）

3.任何反应器的设计计算，都需要列出物料衡算式和动力学方程式；对于放热量很可观的聚合反应器的设计，还须列出热量衡算式。（ ）

4.悬浮液的流动特性从牛顿型向非牛顿型转化的起始点不仅与固相浓度有关，还与剪切速率有关。（ ）。 5.非均相液体混合的主要控制因素是：液滴的大小（分散度）和容积循环速率。（ ）

6.螺旋桨导流筒和透平桨导流筒在反应釜中的正确安装方法分别是安装在桨叶正上方和套住搅拌桨外面。（ ）

7.当串联釜的釜数趋近于无穷多个时，其反应器性能接近于平推流反应器。通常，采用多釜串联的组合式反应器，既降低返辊的影响。又保证了足够的停留时间。（ ）

8.轴向流动及径向流动对混合有利，能起到混合搅动及悬浮作用，而切线流动则会对混合不利，需设法消除。（ ）

9.大多数聚合物溶液和熔融体都是假塑性流体，在搅拌釜中在桨叶附近粘度最小，而离桨叶距离越远，则粘度越大，至釜壁附近粘度最大，因而造成流动困难，传热也很困难。（ ） 10.在高粘度物系的混合过程中，在混合操作的有限时间内主要靠涡流扩散。（ ）

??2

2

??1

2

练习二 选择

1.平推流反应器的Pe、N、σ2分别为______

A.0、0、1 B.∞、0、0 C.0、∞、0 D.∞、∞、0 2.一级连串反应A P S在平推流管式反应器中，则目的产物P的最大浓度Cmax=_________ A. ????(??1)??2/(??2???1) B. [(??

2

??1??2

??

????

1/??2

C.????(??2) D.)1/2+1]21

??

1??12[ +1]2??2

????0

3.在间歇反应器中进行等温一级反应A→B，-rA=0.01CAmol/L?s，当CA0=1mol/l时，求反应至CA=0.01mol/L所需时间t=_____秒。

A.400 B.460 C.500 D.560 4.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.间歇反应过程是一个非定态过程，反应器的组成随时间改变。以下说法哪个是正确的：______ A.间隙操作过程包括装料、反应、卸料和清洗等步骤，但就反应过程本身而言，仍属于定态过程 B.在间歇反应中进行的单一反应，产物的浓度总是随着反应时间的延长而增高 C.在间歇反应中进行的复合反应，对于目的产物不存在最佳的反应时间 D.间歇反应器中进行的反应，均可以按恒容处理

6.反应器的流动情况直接影响到其中进行的反应过程，装置中的流动状况不包括以下哪些因素：_______ A.体系的混合特征 B.流动系统的停留时间分布 C.反应动力学 D.混合的时间顺序 7.流动模型有理想和非理想之分，在以下的流动模型中找出理想的流动模型_______ A.离析流模型 B.多釜串模型 C.一维扩散模型 D.活塞流模型

8.一级反应十分特殊，例如：对于一级不可逆反应，达到某一转化率需要的时间与初始浓度无关。此外，一级反应还有许多特殊的性质，包括_______

A.流体的混合特征对反应结果没有影响 B.系统的返混对反应结果没有影响

C.混合的时间顺序对反应结果没有影响 D.反应器中的停留时间分布对反应结果没有影响 9.阶跃示踪法测定停留时间分布对应的曲线为______

A.E(t)曲线 B.F(t)曲线 C.I(t)曲线D.y(t)曲线

10.化学反应CO+3H2 CH4+H2O，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______ A.CO B.H2 C.CH4D.H2O 填空

1.工业生产上，采用理想混合流操作时缩聚产物分子量分布要比间歇操作_________。

2

L r??=1.0C??C??

，L为主产物，则适宜的操作条件对CA和CB的要求是2.对于平行反应：A+B 2

?? r??=2.0C??C??

_____________________________________________________

3.全混流反应其稳定的定常态操作点的判据为Qr=QC、__________________________________

4.习惯上采用排出流量数Nqd与功率准数Np的比值来判断搅拌桨叶的流动特性，当Np/Nqd=1~2时，为循环型桨叶；当Np/Nqd=3时，为_____________________

5.在湍流区，只要各种桨叶的桨叶宽度、叶片及搅拌层数的____________________，它们所消耗的搅拌功率

也近似相等。

6.在相似放大中，每一种准数代表一种______________________，而这些准数所代表的放大准则经常会出现矛盾，所以在放大过程中要抓住主要控制因素。

7.搅拌釜传热放大通常采用的方法有_____________________________________（至少三种） 8.返混是指_____________________________________________________________________

9.造成理想混合流反应器、平推流反应器、间歇反应器等不同型式反应器间容积差异的主要原因是_________________________________________________________________________ 10.在扩散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe越大,轴向返混程度就___________________

判断

1.宏观混合与微观混合对不同级数的化学反应的影响是相同的。（）

2.一般增加搅拌转速会使非均相聚合产物粒子变小，粒径分布变窄。但在氯乙烯悬浮聚合中，当转速超过某一临界值后，粒子粒径反而变大，分布也变高，所以搅拌的转速应控制在临界转速以下。（）

3.停留时间分布的无因次方差可表征流体的返混程度：σ2=1，N=1，全混流；σ2=0，N=无穷大，平推流。（）

4.不管活性链寿命长短，停留时间分布都是聚合度分布的主要原因。（）

5.反应釜容积放大的结果是传热系数和传热面积比（F/V）均下降，所以增添附加传热面成为反应釜放大后所必须采取的措施。（）

6.一般来说，对非牛顿流体，搅拌器选用有一些原则。例如：双层或多层桨叶比单层桨叶搅拌效果好，斜叶桨叶比平直桨叶效果好。（）

7.搅拌釜的放大是指在模试釜的基础上，运用化学反应过程的原理进行工业釜设计的技术。其要求是工业釜能完全重复模试釜的过程结果。（）

8.对于高粘度体系，随粘度的增大，可依次选用下列搅拌器。推进式、锚式、螺杆、螺带、特殊型高粘度搅拌器。（）

9.轴间流动及径向流动对混合有利，能起到混合搅拌及悬浮作用，而切线流动则对混合不利，需设法消除。（）

10.下图为各种流体的流动示意图，图中A代表牛顿流体，那么B、C、D、E、F分别代表假塑性流体，胀塑性流体、宾汉流体、屈服-胀塑性流体、屈服-假塑性流体。（）（书图4-3）

练习3 1、“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指（）

A、化学反应 B、反应工程 C、反应热力学 D、反应动力学 2、“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是（）

A、能量传递 B、质量传递 C、热量传递 D、动量传递 3、下列属于均相反应的是（）

A、煤炭燃烧 B、氢气燃烧 C、离子交换 D、加氢裂解 4、下列属于均相反应的是（）

A、乙酸乙酯水解 B、CuO的还原 C、加氢脱硫 D、电石水解 5、下列属于均相反应的是（）

A、催化重整 B、催化裂解 C、HCl与NaOH的中和 D、水泥制造

6、下列属于非均相反应的是（）

A、乙酸乙酯的水解 B、氢气燃烧 C、HCl与NaOH的中和 D、催化裂解 7、下列属于非均相反应的是（）

A、乙酸和乙醇的酯化 B、加氢脱硫 C、氢气燃烧 D、烃类气相裂解 8、化学反应2NO+2H2=N2+2H2O，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质（） A、NO B、H2 C、N2 D、H2O

9、对于一非恒容均相化学反应?????????????,反应组分A的化学反应速率—rA=（）

????

A、?r??=??????? B、?r??=??????? C、?r??=?

-1

????????

??????????

B、?r??=?

??????????

10、反应A+B→C，k=0.15s，则反应级数n=（ ） A、0 B、1 C、2 D、3

11、反应3A→P，已知k=0.15mol/l﹒s，则反应级数n=（ ） A、0 B、1 C、2 D、3

12、反应CH3COOH+CH3CH2OH=CH3COOHC2H5，已知k=2.3L/s﹒mol，则反应级数n=（ ） A、0 B、1 C、2 D、3 13、如果平行反应A

??(主)均为一级不可逆反应，若E>E, 提高收率Φp应（ ）

??(副)

A、提高浓度 B、降低浓度 C、提高温度 D、降低温度 14、下列反应没有涉及到链反应的是（ ）

A、石油裂解 B、酯化反应 C、烃类氧化 D、聚合反应 15、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

3

16、一级不可逆液相反应A 2R，CA0=2.30kmol/m，出口转化率XA=0.7每批操作时间t+t0=2.06h，装置的生

3

产能力为50000kg产物R/天，M=60，则反应器的体积V为（ ）m。 A、19.6 B、20.2 C、22.2 D、23.4

17、脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为（ ）

A、E（t）曲线 B、F(t)曲线 C、I（t）曲线 D、y（t）曲线 18、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为（ ）

A、E（t）曲线 B、F(t)曲线 C、I（t）曲线 D、y（t）曲线 19、平推流流动的E（t）曲线的方差 ????2=（ ） A、0 B、0～1 C、1 D、>1

20、全混流流动的E（t）曲线的方差????2=（ ） A、0 B、0～1 C、1 D、>1

21、以相似理论和因次分析为基础的相似放大法，在许多过程的放大设计中非常有效，但这种方法对于反应器的放大无能为力，其原因是( )

A、相似放大法只能用于物理过程的研究 B、相似放大法只能用于化学反应过程的研究 C、在反应器中只能保持化学相似或物理相似中的一种 D、方面的理论分析还不深入 22、管式反应器是符合活塞流模型的一类理想反应器，活塞流模型的假定包括（ ） A、轴向的混合用费克定律描述 B、径向流速分布均匀 C、径向温度分布均匀 D、速度侧形与层流相同

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