南京工业大学《反应工程》试题卷2008

南京工业大学《反应工程》试题卷2008（A）

学号 姓名 得分

题号 得分 总分

一、判断题：(正确的打“√”，错误的打“X”)

1．因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数是相同的。 ( )

??P，若其反应速率与反应物A和产物P的反应级数均大于零，则2．一自催化反应A?k在达到相同的转化率时，所需的VPFR总是小于VCSTR。 ( )

3．已知某反应器的停留时间实验测定中，得到σt2=10000min2，则可知流型接近全混流。 ( ) 4．由于零级反应中反应速率与浓度无关，故流体的混合态对反应结果无影响。 ( ) 5．对气固催化A－＞P－＞S反应（P为目的产物），由于外扩散阻力的存在，使得CAS

6．气固催化反应的本征速率是排除了吸附和脱附阻力后的速率方程。 ( )

7．设计流化床反应器时，催化剂粒径很小，一般不必考虑内扩散的影响，可按平推流反应器进行计算。 ( )

8.用空气液相氧化环己烷，该过程为慢反应，因而采用鼓泡塔较板式塔较有利于氧化反应。( )

二、选择题

1．在V=100 L/min流量下对三只反应器分别进行示踪实验，测得如下数据： 反应器 A B C 体积(L) 1000 2000 3000 ?t(min) 50 100 250

22

则三只釜的返混大小顺序为( )

A．A>B>C B. A>C>B C. C>B>A D. C>A>B

2．一个全混流反应器，其有效容积v1=1m3，进行0级不可逆反应，出口转化率为xA1，现用二个有效容积各为0.5m3的全混流反应器串联操作进行同上反应，进料容积流速Qo和反应温度与上相同，出口转化率为xA2，则xA1与xA2的相对比较为 ( ) A．xA1>xA2 B．xA1=xA2 C．xAl

3．液相等温反应：

Prp=kl P为目的产物

ARrR=k2CA

rs=k3CA2 S 可有四种反应器可供选择：(1)平推流反应器，(2)全混流反应器，(3) 三台全混流反应器串联，(4)四台全混流反应器串联。从有利于目的产物P的选择性出发，宜选用( )

1

A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)

4．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( )

A．物理吸附 B．化学反应 C．化学吸附 D．质量传递

5．气固催化反应A+B－＞R+S，A、B、R、S均吸附于同一类活性点上，双活性之间发生反应，已知其反应速率方程r＝

kPAPB(1?KAPA?PBPB?KRPR?KSPS)2，则其控制步骤为( )

A．A+σ?Aσ B．Aσ+Bσ?Rσ+Sσ C．Rσ?R+σ D．Aσ+Bσ?Rσ+Sσ

二、填空

1. 液相反应：

从有利于产品分布的观点，将下列接触方式按优劣顺序排

列为 原因是：

2．等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：

(1)一个分批式完全混合反应器，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相同，则容积比较为 。 3．下图中阴影面积表示为：

S＝ S＝

4.对于气固催化反应，使催化剂粒径 ，反应温度 可使得有效系数η增大。若绝热进行一级不可逆吸热反应在固定床中进行，试比较进口处的η进和出口处的η出的大小 。

5．在间歇反应器(BR)中和平推流反应器(PFR)中等温等压进行气相反应A＋B＝＞2C，若CA0、xAf相同时， 则tBR与τPFR的关系为 。

三．简答题

2

1．在测定苯加氢气固催化反应的本征动力学方程时，发现了如图所示的情况，试解释这种现象？

2. 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720℃，你认为正确吗?为什么? (2)测得B点的转化率为78％，你认为正确吗?为什么?

四．计算

1．在直径为5cm，长为200cm的闭式反应器中进行一级不可逆反应A→P。进料流量为

3

200cm/min，若将该反应器作全混釜处理，得出口转化率为80％。

2

（1）若用轴向扩散模型处理，已知轴向扩散系数Da为5.5cm/s，轴向扩散模型参数Pe（Peclet准数）为多少？

(2) 若用多级串联模型处理，模型参数又为多少？

2．现有一台全混流釜式反应器，其反应体积为5m3，拟在等温下进行下列液相反应：

3

2A+B—>P(主反应) rP=0.8CA kmol/m3h A—>Q(副反应) rQ=0.4CA2 kmol/m3h

每小时处理A和B的混合液为l0m3，其中CA0=2 kmol/m3h。 求：反应器出口P的总选择性及A、P、Q的浓度。

3．一级不可逆气固催化反应A—>R，在不同反应条件下测得如下数据(外扩散阻力已排除)： dp(mm) CA(mol／m3) T(k) (-rA)(mol／Ls.m3催化剂) 5 1 400 1 0.1 1 400 10

0.2 0.5 430 20(内扩阻力已排除) 试求：

(1)本征速率常数，本征反应活化能，

(2)粒径为5mm时的催化剂有效系数η, 在进料量为20 L/s，ρp=1000kg/m3，反应器出口转化率为80％时催化剂的装填重量。

4

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