化学反应工程0411121-2期末A-答案.doc

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1、（勤奋、求是、创新、奉献）2014～2015学年第2学期考试试卷主考教师：王远强学院化学化工学院班级__________姓名__________学号___________《化学反应工程》课程试卷A参考答案及评分标准（本卷考试时间120分钟）题号一二三四五六七八总得分题分1212201010101214100得分一、不定项选择题1、若外扩散阻力影响消除但存在内扩散的情况下，当催化剂粒径减小时，其颗粒内部效率因子η2①。①增加②不变③减小④其它2、能使内扩散的影响加大的有①②③。①增加催化剂颗粒的粒径②增强催化

2、剂的活性③升高反应温度④提高反应的主体相浓度Cb⑤降低反应的主体相浓度Cb3、均相CSTR反应器中S形放热曲线，在高温区的特征是③；颗粒催化剂的S形放热曲线，高温区的特征是①。①扩散控制②动力学控制③反应物耗尽④转化率较小4、关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器，下列描述错误的是②。①三者同为理想反应器，但理想的内涵是不同的②理想的间歇式反应器和全混流反应器的内涵是一样的，都是反应器内温度和组成相同。③理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的，虽都是反应器内温度和组成处处相同，但

3、前者随着时间的变化温度和组成可能都发生变化，而后者则不随时间变化④平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后者为无穷大5、工业生产中对气液反应器需要有较高的生产强度，若反应速度较快，反应基本上是在界面近旁的反应带（液膜）中进行，要求反应器应具有表面积较大，具有一定得液相传质系数，下列哪些反应器不适用于此类反应？②③⑤。①填料塔反应器②搅拌鼓泡反应器③流化床反应器④板式反应器⑤固定床反应器二、填空题1、平行反应主副反应均为一级不可逆反应，若主反应活化能大于副反应活化能，则目标产物的选择性浓度

4、无关，仅是温度的函数。2、反应活化能就是反应物分子“激发”为活化分子所需的能量，因此，活化能的大小是表征化学反应进行难易程度的标志。3、当反应级数为非零、非一级时，流体的微观混合影响反应的速率，当反应级数大于一级时，宏观混合速率大于（大于、等于或小于）微观混合速率。4、非理想流动现象常包括滞留区的存在、存在沟路和短路、循环流、流体流速分布不均匀以及扩散等。5、某二级不可逆气-固相催化反应，（Cb为气体主体相浓度，Ces为催化剂颗粒外表面浓度），则颗粒外扩散有效因子η1为0.25，外扩散影响程度较高。6、按双

5、膜论，在气液反应中，反应物A在气相，反应物B在液相，若反应为极快反应，且CBL=CBL*(CBL*为临界浓度)，则反应面位置在液膜界面上，这时CAi表示A组分在液膜内的界面浓度(下标i表示界面)。三、简述题1、简述阶跃法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？阶跃法是当设备内流体达到定态流动后，自某瞬间起连续加入示踪物流，然后分析出口流体中示踪物浓度随时间的变化，以确定停留时间分布。（3分）（2分）2、请说明返混定义、产生原因以及限制返混的措施。返混：具有不同停留时间物料的混合形成返混。（1分）返混产生的原因

6、：（1）反应器内速度不均匀的物料混合，如流速分布；（2）反应器中的环流，如搅拌浆的流速分布。（2分）限制返混的措施：（1）强化速度分布的均匀性（2）横向分割（3）纵向分割（4）放置填料等。（2分）3、自催化反应如何进行最优反应器组合？用图示简要说明。最优的反应器组合就是先用一个全混流反应器，控制在最大速率点处操作，然后接一个平推流反应器。CAτPFRCA>CA,OPT,τCSTR<τPFR返混有利，尤其是在开始阶段，采用CSTR操作（3分）（2分）4、CSTR中进行一级不可逆均相

7、放热反应，如何判定操作点？如釜中进行某串联反应，要求控制的转化率为不稳定操作点对应的转化率，应如何进行操作？（1分）图中A和C为稳定的操作点，B为不稳定操作点，由于A点转化率较点，实际中常在C点进行操作。CSTR的热稳定条件为：，即放热速率应小于移热速率。（2分）如要求控制的转化率为不稳定操作点对应的转化率，此时为了满足热稳定条件，必须提高冷却介质温度，并相应地增大UA，使移热线上移。（2分）四、某化学反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，求该反应的活化能（设浓度不变）。解：设该反应物浓度为CA，

8、反应级数为n，反应速率常数为k则反应的速率（2分）450℃时，（2分）400℃时，（2分）由题意：（2分）（2分）五、醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳（反应均为一级）：CH3COOHCH2=CO+H2O（主反应）；CH3COOHCH4+CO2（副反应），已知在916℃时的k1=4.65s-1，k2=3.74s-1，t=0时，乙烯酮和甲烷浓度均为0。试计算：（1）99%的醋酸反应掉所需的时