化学反应工程期末试卷及答案

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.……化学反应工程试卷及答案

…

……一、填空题（共25分,每空1分）

… …..1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，

……即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反……应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。

……2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。 订…3．对于反应A?2B?3C?4D，反应物A的消耗速率表达式为 ；……反应产物C的生成速率表达式为： 。

……4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 ……和 。

……5．间歇釜反应器中进行如下反应：

….A?P (1) .rnA?k1CA1 E1 ……A?S (2) rnA?k2CA2 E2

…… 在CAo和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中Cp/CS增大，表明活化能E1…..装…与E.2的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓…………度，釜液中Cp/CS增大，表明反应

化学反应工程试题

班级 姓名 学号 号

一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分）

1. （ ）不是反应程度的特点

A 总为正值

C 随反应时间而变

A 反应速率常数为负值

C 公式表示的是A的消耗速率

B 各反应组分的反应程度相同 D 与反应计量系数无关 B 反应速率随浓度的下降而减小 D dcA/dt为正值

B 不同停留时间的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 B 出现极值点 D 为0

B 反应器的轴向位置 D反应器的径向位置

2. -rA=kCAn中，式中的负号意味着（ ）

3. 返混的定义是（ ）

A 不同空间位置的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 A 最大 C 为负值

A 反应物的组成 C 反应器的空间时间

4. 自催化反应当转化率为零时反应速率（ ）

5. 平推流反应器中诸参数不随（ ）而变

6. 在平推流反应器进行某一变容反应，若?A>0，则空间时间?将（ ）平均停留

时间t

A 等于 C 大于

B 小于 D 接近于

7. 对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反

应器与平推流反应器的体积比（ ）。

A 不变 C 变小

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。

/21/2-1/2

反应速率?rA?kC1·s 。 A的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)·L

反应速率常数k与温度T的关系为lgk??10000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。 反应速率?rA?kCA的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)1/2·L-1/2·s 。 反应速率常数k与温度T的关系为lgk??1/210000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3k

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。 反应速率?rA?kCA的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)1/2·L-1/2·s 。 反应速率常数k与温度T的关系为lgk??1/210000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ

。 日期：

,,,,, ,,,

12、某反应的计量方程为A?R?S，则其反应速率表达式 。

13、物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃ 时转化50％ 需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 。 试 考 ： 号 学 ： 名 姓 ： 区 学 ： 级 年 ： 业 宁夏大专 2014级化学工程与工艺（本） 14、反应级数 （可能/不可能）大于3。

得 分 《化学反应工程》试卷1

15

1. 化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。（分批式操作、连续式操作、半

间歇式）

2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。 3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。

5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。

6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。

P(主)AS(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是7. 平行反应

_______的函数。（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！

8. 如果平行反应

A?P(主)A?S(副)均为一级不可逆反应，若

E主＞E副，提高选择性SP应____

_。(提高温度)

9.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]

8.全混流反应器的返混_______。（最大） 平推流反应器的返混为_______。（零）

9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→

2004-2005学年第2学期《 化学反应工程》考试试题（A）卷

标准答案

一．选择题(每题2分，共10分)

1．可逆放热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而

Ａ．降低 Ｂ.升高 Ｃ. A、B均可能 Ｄ.同可逆吸热反应 2．对于A → P (主)， A → B（副）的平行反应，若反应级数α主>α副，在相同的操作条件和反应时间下，下列各种反应器所得转化率判断中正确的是 Ａ．CSTR>PFR Ｂ.CSTR

Ｃ. PFR<间歇反应器 Ｄ.PFR>多级CSTR串联 3．平推流反应器的Pe、N、σθ2值分别为

Ａ．0、0、 1 Ｂ. ∞、0、0 Ｃ. 0、∞、0 Ｄ. ∞、∞、0

4．对于转化率与反应速率存在极大值的动力学关系，采用下列何种型式的反应器可能使得所需反应体积最小

Ａ．PFR Ｂ.PFR后串接一个CSTR Ｃ. CSTR Ｄ.CSTR后串接一个PFR

5．在相同反应体积时，保持其它操作条件亦相同，对于正常动力学，则

Ａ．(XＡ)PFR>(XＡ)两个CSTR串

3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应CH3COOC2H5?NaOH?CH3CHCOONa?C2H5OH 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L，反应速率常数为5.6L/（min·mol），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为1m3、2m3时，所需的反应时间是多少？ 解： A?B?C?D

rA?k?C 设A的转化率为xA，B的转化率为xB A?CBxA?nA0?nA??nAnB0?nB??nB?? xB? nA0nA0nB0nB0∵ nA0?nB0 ， ?nA??nB ， ∴ CA?CB

xAft=

CA0?0dxA=CraxAfA0?011dxAk=-2kCA0(1?xAf)CA0k?CA=169.6 min

t与反应体积无关。

∴1m3、所需反应时间均为169.6min

3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？ 解：对于平推流反应器： k??ln1vB

??

1 绪 论

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+

进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算

（1） （1） 反应的选择性；

（2） （2） 反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====

（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），

A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：

n A =n A0(1-X A )=7.672 mol

n P =n A0Y P =18.96 mol

n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol

结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：

n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol

n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol

n N =n N