化学反应工程2试题答案

一、单项选择题：

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 D．反应的可逆性

2．等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应

k1k2A P(主产物) R(副产物)若保持相同的转化率xA，调节反应温度使k2/k1降低，则P的收率将( )

A.增大 B．减小 C．不变 D．先增后减

3．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

4．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>放热速率随温度的变化率

D．移热速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率

5．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)二个等体积全混流反应器串联，总容积为V3。

上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率均相同，则容积比较为( )

A．V1<V2<V3 B．V1=V2<V3 C．V2<V1<V3 D．V2<V1=V3

6．等温液相反应 A+B→P rp=klCACB ， P为目的产物

2A→R rR=k2CA2

有下列四种方案可供选择：

(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)半间歇釜式反应器，B一次性加入，A连续滴加；(4)全混流反应器。 从提高P的收率着眼适宜选用( )

A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)

7．由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=0.1exp(-t/10) min-1，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

8．气固催化反应本征速率是指排除( )阻力后的反应速率。

A．外扩散阻力 B．内扩散 C．内外扩散 D．吸附和脱附

二、填空题

1．一气固催化反应A2 B R，若反应机理为：

A2 2 2A

B B

A B R ,此步为控制步骤

R R

2(1 KP KP KP)AABBRR则本征反应速率方程为：

k1A Pr kSKAPAKBPB

Q，2．一液相复合反应A 均为一级不可逆反应。在单一连续釜中等温反应，

k1 7k2,问当最终转化率为80％时，已知该温度下，目的产物P的瞬时选择性为：

0.875 ，总选择性为： 0.875 。

三、问答题：

1．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？ k2

答：

1kP -1 ＝LCAS2DeA

T kP 为了使 ，必须L 同理CAG CAS 为了使 ，必须L

四、计算题：

1. 在一反应体积为3m3的连续釜式反应器中等温进行下列液相反应：

3A B P rP 1.6CA kmol/m h

32A Q rQ 0.2CA2 kmol/m h rP及rQ分别为产物P及Q的生成速率，P为目的产物。反应用的原料为A及B的

混合液，其中CA0＝2 kmol/m3，每小时处理混合液6 m3。

求：反应器出口A、P、Q的浓度，P的收率及总选择性。

解： ( RA) rP 2rQ

C CACA0 CAVr3 A0 Q0( RA)1.6CA 0.4CA26

2 CA1 1.6CA 0.4CA22

3 CA 1 kmol/m

VCCPCP r P 0.5Q0RP1.6CA1.6 1 CP 0.8 kmol/m3

CQCQVrCQ 0.522Q0RQ0.2CA0.2 1 CQ 0.1 kmol/m3

CP0.8 0.40CA02YP

SP YP0.4 0.8XA0.5 R1.6C44SP ( RA)1.6CA 0.4CA24 CA5

或：

2已知一闭式液相反应器在流量为5L／s下进行脉冲示踪，得到停留时间分布密度函数1 20e-120E(t)=s，试求：

（1）平均停留时间;

（2）该反应器的反应体积为多少？

2 （3）E(θ)、F(θ)和 t

（4）若将该反应器用多釜串联模型描述，其模型参数N为多少？

1t 0tE(t)dt 0te20dt 20s20解：（1） t

（2）

t

20V Q0 5 20 100L rE( ) 20E(t) e（3）

F( ) 1 e

2 ＝1 e ，属于全混流理想流动反应器

模型参数N＝1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dtpi.html