化学反应工程试题及答案

时间：2022-04-01 01:13:28 期末试题我要投稿

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化学反应工程试题及答案

　　化学反应工程是化学工程的一个分支，以工业反应过程为主要研究对象，以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。以下是由阳光网小编整理关于化学反应工程试题的内容，希望大家喜欢!

化学反应工程试题及答案

　　化学反应工程试题及答案(一)

　　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串联>(XA)单个CSTR B、(XA)单个CSTR> (XA)两个CSTR串联>(XA)PFR C、 (XA)PFR>(XA)单个CSTR>(XA)两个CSTR串联 D、(XA)PFR =(XA)单个CSTR =(XA)两个CSTR串联

　　本题答案

　　1、 C， 2、A ， 3、 D ， 4、 D ， 5、A

　　二、讨论题(10分)

　　一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所达到的.转化率要高。这种说法是否正确?

　　答：、这种说法不正确。 4分要点：由于操作时间相同，由t=1/kln(1/(1-xA))(一级反应)知，反应的转化率与反应器的体积无关，只与反应时间有关。 6分

　　三、计算题

　　1、有一级不可逆反应A → P，在85℃时反应速率常数为3、45×10-2 min-1，若日产400Kg的产品P,A和P的密度均为1、25Kg/l,今拟在一容积为10m3的间歇釜式反应器中进行，若辅助操作时间为0、5 h,最终转化率为95%，求:①每批操作所需反应时间?②若装填系数为0、75，求反应器的体积?(20分) 解： ① t=CA0 =

　　dXAdXA11

　　CA0lnrAkCA0(1XA)k1XA

　　XAf

　　ln() 2

　　10、953、4510

　　=86、8 min =1、45 h (10分) ② 每批产量：400×24/(t0+t)=400×24/(0、5 + 1、45)= 4923 Kg

　　每批物料的投放量：

　　Q0= 4923/1、25/95%=4146 l =4、146 m3

　　反应器的实际体积VR= 4、146/0、75 = 5、528m3 (10分) 2、某二级液相反应A + B C ，CA0=CB0 =1、0 mol/m3 ，rA= 1、0×10-2CACB(mol/m3、s)采用两釜串联操作，VR1=VR2 =2 m3 ，Q0=0、01 m3/S，求最终的转化率。解：

　　VR1= Q0 CA0 (XA1-XA0 ) = Q0 CA0 XA1 rA1 k CA0 (1-XA1) 因为: CA0= CB0, vA =vB

　　代入已知数据得：XA1=0、5 (10分) 同理：

　　VR2= Q0 CA0 (XA2-XA1 ) = Q0 CA0 (XA2-0、5) rA1 k CA0 (1-XA2)

　　解得：XA2=0、634 (10分)

　　3、有如下平行反应

　　A + B → P (主反应) A + B → S (副反应)

　　其动力学方程为：rP=k1CACB0、3，rS=k2CA0、5CB1、8(mol/m3、s)，已知：k1=k2=1，A和B两种物料的初浓度：CA0=CB0=1、0mol/l，分别从反应器进口等流量加入，反应转化率为0、9。

　　①写出瞬时选择性与组分A的转化率关系表达式 ②计算在平推流反应器中的总选择性 ③计算在全混流反应器中的总选择性

　　④如采用平推流反应器，为提高选择性应采取怎样的加料方式。(20分) 解：

　　四、推导题(10分)

　　对气-固催化反应A + B = C，其可能的反应机理如下： A + σ

　　Aσ B + σBσ

　　Aσ+ BCσ (控制步骤) Cσσ

　　试导出其速率方程表达式。

　　解：因为第三步为控制步骤，所以其它各反应均达到平衡状态。

　　则 r=ks、θA、PB、– ks’θC 4分

　　因为1，2，4步达到平衡，所以有

　　、θA、= KA、PAθv θB、= KB、PBθv θC、= KC、PCθv

　　又：θA +θb+θv+θc =1

　　解得θA=KAPA/(1+ KAPA + KBPB + KCPC)

　　θC=KCPC/(1+ KAPA + KBPB + KCPC) 4分将之代入前面方程得

　　r= K1PAPB-K2PC 1+ KAPA + KBPB + KCPC

　　其中： K1=KS KA K2=KS’KC 2分

　　化学反应工程试题及答案(二)

　　题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间

　　相同。正确答案：错

　　题目：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。、(搅拌器)、(密封装置)和(换热装置)等。题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器(壳体)

　　题目：手孔或人孔的安设是为了检查(内部空间)以及安装和拆卸设备(内部构件)。

　　题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积(较小)，传热介质压力(较低)的情况。题目：基元反应的级数即为化学反应式的(计量系数)，对非基元反应的级数通过(实验)确定。题目：反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称(平行反应)。当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称(连串反应)。

　　题目：单一反应利用(转化率)可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

　　题目：间歇反应，只要CAO相同，无论处理量多少，达一定(转化率)每批所需的(反应时间)相同。，平推流反应器题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积(最大)，多釜串联全混釜所需有效体积(介于其间)。所需有效体积(最小)1akt)题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为(-rA=kCA),反应时间与转化率的'关系为(ln(。题目：复合反应动力学为由两个以上(化学反应计量式)或(动力学方程式)表示的化学反应过程。

　　题目：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。

　　题目：平推流反应器实际体积与有效体积(相同)。推流反应器串联，总有效体积等于(各串联反应器有效题目：单个反应器串联操作能够提高反应(深度)，全混釜反应器串联釜数越多，反应器内CA变化越接近(平推流反应器)。体积之和)

　　题目：反应器型式和操作方法的选择，一是(生产能力)的比较;二是反应(选择性)的比较。(复合反应) 要重点进行选择性的比较。

　　题目：相同条件下，用全混流反应器和平推流反应器处理物料，(平推流反应器)所需有效容积小。

　　题目：对于恒容过程，影响容积效率的因素为(反应级数)、(转化率)。

　　题目：对于恒容过程二级不可逆反应，容积效率和转化率的关系式为(21xA)

　　题目：反应级数越高，容积效率(越低);转化率越高，容积效率(越低)。

　　题目：平行反应，提高CA，有利于级数(高)的反应。选择(平推流)反应器最优。题目：热稳定性是指反应器本身对(热扰动)具有自行恢复平衡的能力。题目：实际反应器：物料流动存在一定程度的返混，反应物浓度(降低)，反应速度(降低)，使反应器容积(增大)。题目：非理想流动，各流体微元在反应器内(停留时间)不同。返混越严重，流体微元间停留时间差别(越大)。题目：反应温度恒定时，在反应物料为气相时主要通过(催化剂)和(反应物料)的加料量来控制反应压力。

　　题目：化学反应工程是一门以化学(热力)学和化学(动力)学为基础、研究化学反应工程问题的学科。题目：(传递)过程与反应(动力学)是构成化学反应工程最基本的两个方面。前者属于外因，后者属于内因。

　　题目：化学反应过程按反应特征分类可分为(简单)反应和(复杂)反应，按热力学分类分类可分为(可逆)反应和(不可逆)反应。

　　题目：理想流动模型是指(平推流)模型和(全混流)模型。

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