1、iig saasasilea c elia-600 Ya 89 49900 - Fv - u ivre - 69 I .iia cu-e .-i c2 km sagi w - 一ic-at akefsit - wi u a swag etekteke"- Sc al - a g rk g ialr' agg eta 一c -igve eBu Re .-.a etaifcseie -IO u-to-eeu-59-q a eest iisue al53si gist aea-gi cteieae 486O.sl.ees c-iisuer 40 3 ak g i i- Vig -

2、- agcltr 一-ak gistvw am- ie武漢科技大學化學反應工程期末自測試卷I.填空題1 .(1)化學反應工程是一門研究的科學。2 .(1)化學反應速率式為一rA=KcCACb)如用濃度表示的速率常數為Kc,用壓力表示的速率常數KP,貝UKc=Kp。3 .(2)p(主)A"平行反應S(副)均為一級不可逆反應，若E±>E副，選擇性Sp與無關，僅是的函數。4 .(1)對于反應級數n>0的反應，為降低反應器容積，應選用反應器為宜。5 .(3)對于恒容的平推流管式反應器、一致。6 .(1)若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為。7 .(2

3、)流體的混合程度常用、來描述。8 .(2)催化劑在使用過程中，可能因晶體結構變化、融合等導致表面積減少造成的失活，也可能由于化學物質造成的中毒或物料發生分解而造成的失活。9 .(1)對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當微孔孔徑在約時，分子與孔壁的碰撞為擴散阻力的主要因素。10 .(1)絕熱床反應器由于沒有徑向床壁傳熱，一般可以當作平推流處理，只考慮流體流動方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用模型來計算。11 .(1)對于可逆的放熱反應，存在著使反應速率最大的最優溫度T0Pt和平衡溫度Teq,二者的關系為12 .(1)描述流化床的氣泡兩相模型，以U0的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起

4、始流化速度Umf通過，而其余部分則全部以氣泡的形式通過。13 .(2)描述流化床的數學模型，對于氣、乳兩相的流動模式一般認為相為平推流，而對相則有種種不同的流型。omper ig" A e wkve. h but the -o. of - eik e noug, befe te t_. et.n. e . .p- - eit fe te teet e- is not n'e f-s on -ve s- ag- ieir f e, F- is "thrre -s-T t- - aI No thee, - -n.-Lcl! on -not -ev e ” .ent r

5、7s aal h. a 331 d-e-e. _nt_. t te _ed wk is "Hee .a and . ujldp.l . ndar ds. M . hi-, - hen pement-nls on- focus 0，1-， 一 .-” siO- - -bind o-ln, in>»ent .ein t o e-n.r ”*-s -is a t he bli.L ” ncy insi .re - . t .- u, te "hree -3e" a." rIVing Sad* i essh - cmp-e -, 8949,1 -

6、 8， waesrue： the -re 2 Id，s- a nnu. t ak of 13%,rabi ng clythid tota c，rak ngfirt bounty Go-.nt snnme d c. le-l "tee modiid a*"wk-d-nned.，he<eachievmeIsaehadwic”.-"sree-se-er,14.(1)多相反應過程是指同時存在相態的反應系統所進行的反應過程。II.單項選擇1.(2)一級連串反應A一PS在全混流釜式反應器中進行，使目的產物P濃度最大時的最優空時ln(K2/K1)ln(K1/K2)ln(K

7、2/K1)A.K2-K1B.K2-K1C.D.K1K2.(2)全混流反應器的容積效率Y小于1.0時，且隨著的增大而減小,此時該反應的反應級數A.<0B.=0C.>0D.>03.(2)當反應級數時,微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。A.=0B.=1C.D.4.(2)軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與無關。A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內的流動狀態D.檢測位置5.(2)對于氣-液相反應幾乎全部在液相中進行的極慢反應，為提高反應速率，應選用A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜6.(2)d'-催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為kdC

8、im：,當平行失活對反應物有強內擴散阻力時,A.B.=1C.D.7.(2)不屬于氣固相催化反應固定床反應器擬均相二維模型的特點是A.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層軸向有溫度梯度8.(2)不屬于氣固相催化反應固定床反應器擬均相二維模型的特點是A.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度9.(2)卜列哪一項不屬于流化床反應器按深度而分的第n級模型的特點A.各參數均為恒值B.參數值不隨床高而變C.參數值與氣泡大小無關D.參數值與氣泡大小有關10.(2)流化床反應器中的操作氣速是根據具體情況定的,般取流化數Uo

9、Umf范圍內。A.0.10.4B.1.510C.1015D.0.41.5trame","hrrets>a"SortBadcnSUcinc.nywdel-ronrvessdodveopmetthewkofbaleofgr_"admaiaindofrr>.-enticutu-urabas.ihi.whenmplementmnson，fsonlegalcnstucind-urarmodetms.on.(A)to.r-|aag,rea.sae-cjue"ad"iewerculue-dtou.m,in,一'e,ompel i

10、g" Atoughe food of <cieice nougg, befe tet - metand wae -ly .p. e11 ale teteete - c s notd nothed- Nookthee, - cn.uci on dd not -eV etme，te-ment ，ar (ucas -cesral hal as unauhorie d r.eae d) cnt-，ttecra.d wk i s acegeneayl-e. alg thatsl ta sc-.cmblnd - olln, Inulcent atein t o ecn.r . ula Vi

11、lgeos - -mu. enha.ce t he bll，and ugen- insi o-ntesaeeuars,-out Gae "a admapowe play"hr- ”-lu-r aced"hrre ”.urT wrkieveste <ecor to accr"a s<d - - url anpowe ua|ansse d hUong 一d new ea "trre aggicul urar work newure more To -al sieof agiul uresucua eorm, s - to enha nn

12、e the. ad efciecy ofue adc0mpes. One s t he -a，i nc_ of”. Awystgen te riebag" c - h i n had. agiu.ra platng sr uc lne" ng tIe cnsr .bbons .p.Vnga - al ilasucue e of agculua prod- .ec-，rs一，ne ofue ._ dsn_l dow the o-e ad- -l"us d "te Intenet + -cutnd - l l of ecmmece makeigs of ”.

13、-a prooucs”si de.i nteg-in, devl op le-r. tavliig saasasilea c elia-600 Ya 89 49900 - Fv - u ivre - 69 I .iia cu-e .-i c2 km sagi w- 一ic-at akefsit - wi u a swag etekteke"- Sc al - a g rk g ialr' agg eta 一c -igve eBu Re .-.a etaifcseie -IO u-to-eeu-59-q a eest iisue al53si gist aea-gi cteie

14、ae 486O.sl.ees c-iisuer 40 3 ak g i i- Vig - - agcltr 一-ak gistvw am- ieIII.簡答題1 .(5)簡述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？2 .(5)簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？3 .(5)簡述氣-液反應的宏觀過程：A(g)+bB(1)一產物(1)?4 .(5)簡述固定床反應器的優缺點？5 .(5)簡述氣固流化床反應器氣泡兩相模型的特點？6 .(5)簡述雙膜理論？IV.計算題1.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應生成甲烷和二氧化碳：CH3COOHk1>CH2-C

15、OH2OCH3COOHk2>CH4CO211已知在916c時k1=4.65s,k2=3.74s，試計算：1 )99%勺醋酸反應掉的時間；(6分)2)在此反應條件下醋酸轉化成乙烯酮的選擇性。(4分)2 .(10)有一級不可逆反應P,在85c時反應速率常數為3.45h今擬在一個容積為10m3的釜式反應器中進行，若最終轉化率為xA=0.95,設該反應的處理量為1.82m3/h,今若改用兩個容積相等的串聯釜操作，求反應器的總容積？3 .(10)(A)(P)(S)C6H6k1>C6H5Clk3>C6H4cl2dC反應速度dtdt在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯全混流反omper ig&q

16、uot; A e wkve. h but the -o. of - eik e noug, befe te t_. et.n. e . .p- - eit fe te teet e- is not n'e f-s on -ve s- ag- ieir f e, F- is "thrre -s-T t- - ahed. No thee, - -n.-Lcl! on -not -ev e ” .ent r 7s aal h. a 331 .-e-e . _nt_. t te _ed wk is "Hee .a and . ujldp.l . ndar ds. M . h

17、i-, - hen pement-nls on- focus 0，1-， 一 .-” siO- - -bind o-ln, in>»ent .ein t o e-n.r ”*-s -is a t he bli.L ” ncy insi .re - . t .- u, te "hree -3e" a." r .e", "hrre tsia"sorta. s - ars, "tGaeL new eatrreagi - .r." -ork new s.on-A-.-elgri_- To stal siLe

18、nha nce the.- L .Iciec. ofue -Lco.p.s. One is t he i nc - <e of gn -tcle -1stgh.n te bag"c h i nha、le -nSr a .p" ng.g - ,. i .e e cap. ci. . -i. of -gicu- uu. pro.-S »<1 ' "S . i. - leof gr-n" -L .-n-iLo- the ooe.L "te Itenet + - t .-" .o - t. -a -of ecc.

19、ece .akeigof - t .s of ”.-prhe-So Le.i ntg-in, Lev- op -re t-v-11、應器內進行這一反應時，求目的產物P的選擇性SP,其中k1=0(h),k2=0.5(h人VV0-1(h),Cp0=Cs0=0CA0=1mol/l4.(10)_22;有一個反應器測其方差t=112.5min,t=15min,如果這個反應器可以用等體積多釜串聯模型來描述，并在這個反應器中進行液相反應A+B-2R,已知一rA=kCACB,Ca0=Cb0=12mol八，k=1l/molmin,求反應器的出口轉化率？二：二8.9716.1875.(5)用多級全混流串聯模型來模

20、擬一管式反應裝置中的脈沖實驗，已知k=0.15求1)推算模型參數N;(3分)2)推算一級不可逆等溫反應的出口轉化率。(2分)化學反應工程期末自測試卷答案1.(1)化學反應的工程問題2.(1)(RT)(3.(2)濃度、溫度4 .(1)平推流5 .(3)平均停留時間、反應時間、空時6 .(1)微觀流體7 .(2)調勻度S、流體的混合態8 .(2)物理、化學9 .(1)0.1um10 .(1)擬均相一維11 .(1)Teq-ToptRE2=ln一TeqToptE2-EiEi12.(1)U0-Umf13.(2)氣、孚L14.(1)兩個或更多1 .(2)D2 .(2)D3 .(2)D4 .(2)C.ju

21、s.etof .g - kr- platng Sr ud t "a -L.apo- p"hrre - - " -ale."hrre .-a" -rkiSLo LLp.et the -k of ba <e."a s. cu- uu-, - u-. nL dev- nts inSstd <gricut u. ur-b. s. S-e,i nsiSe L huiong 一e-of ofu. ceai ng sSng LSti buton, s-es a nL seV ce in one of te ag 'r- i nn

22、uSO can -.preens-of gi-. . or.,S - to eoS”-.e -L t o-S., in, 一.，iig staasasilea c e 1i一 600 Ya 89 49900 - Fv - u ivre - 69 I .iia cu-e .-一-i 2 km sagi w- 一ic-at a fs.t - w. u a swag etekteke"- Sc al - a g r kg ilr' agg eta 一c -i.ve ebu Re .-.a etifcseie -io u-to-ee一-59-q a eest iisue al53si

23、 gist aea-.i cteieae 4860.sl.ees iisue u 40 3 ak g i iWcilgit a g tr 一-ak gistvw am- "e5 .（2）C6 .（2）C7 .（2）A8 .（2）A9 .（2）C10 .（2）B1 .（5）空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（分）反應時間是反應物料進入反應器后從實際發生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。（分）停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。（分）由于平推流反應器內物料不發生返混，具有相同的停留時間且等于反應時間，恒容時的空時等于體積流速之比，

24、所以三者相等。（分）2 .（5）階躍示蹤法是對于定常態的連續流動系統，（分）在某瞬間t=0將流入系統的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為Ca0的流體，（分）同時保持系統內流動模式不變，并在切換的同時，在出CaF=廣口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。（分）對應的曲線為F（t）,CA0。（分）3 .（5）1）反應物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡；分2）反應物氣相組分AR氣液相界面擴散入液相，并在液相內反應；分3）液相內的反應產物向濃度下降方向擴散，氣相產物則向界面擴散；分4）氣相產物向氣相主體擴散。分4 .（5）凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反

25、應的裝置都稱作固定床反應器。（分）1）催化劑在床層內不易磨損；（分）2）床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產能力；（分）3）固定床中的傳熱較差；（分）4）催化劑的更換必須停產進行。（分）5 .（5）1）以U0的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動速度Um通過，而其余部分以（U0-Umf）則全部以氣泡的形式通過；分2）床層從流化前的高度Lmf增高到流化時的高度Lf,完全是由于氣泡的體積所造成；分3）氣泡相為向上的平推流，大小均一；分4）反應完全在乳相中進行；分5）氣泡與乳相間的交換量縱穿流量q與擴散量之和。分6 .（5）om

26、per ig" A e wk-3dbutthe f-od of - eic e noug, before te t_.et.n. e -at. .p- - eit .e te teet ef>, s not* -unb-Le fo_. on -ve s- ag- ieir f ., F- i "hr- t .-T t_ -_ aI No there, i on -not -ev e ” ent r 7.s aal h. “najho dr.e. _nt_. t te _.d wkis .- an. .”.-. n-r-. M.hi-, - hen . p. .entl

27、ton . ”eon- focuson eHl -n - ujllon L_ols - O- -bind - o-ln-nt - in t o -n.r *-> a t he blt,“ ” n In.l or_.d, tt_ "or.t .- u, te "hree .-." riving sad* iesstha cmp-e a,.4>19B8"F- waesue-the se 2 Id"ys- a nnuat of *"" ng dtoacyrakng fist CutyG .ment s.nme d *

28、"eem. a"- 's -eh"-”：1": Jpprem-n-r”d new ea 1r_ aggi_l ura- work news,aton.(A)to mlke - l To -l- of ag - lur.su.u- -rm,s”to enha nre the. -d e.aeny ofue - s. One s the se-y i0fg.-'e Awystg.n te bag-cachin h-d -te Itenet + ”cut ur- mo - tm l-s of ”.u-pr o -rulue -d t ousm,

29、 - n,一,e, de. i nteg-in, devl ope-r.t- -分分分分分分分分分分分分分分該模型設想在氣-液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態的氣膜和液膜，（分）而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內，而假定氣相主體和液相主體內組成均一，不存在傳質阻力（分）。組分是通過在氣膜和液膜內的穩定的分子擴散過程來進行傳質的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質組分瞬間的溶于液體且達到平衡（分）。因此，把復雜的相間傳質過程模擬成串聯的穩定的雙膜分子擴散過程的疊加（分），相間傳質總阻力等于傳質阻力的加和（分）。1.（10）解：設在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y,初始為CA0,則dxk1(CA0

30、-Xy)dtdy,八、k2(CA0-X一y)dtd(xy),，、(kik2)(Cao-x-y)相加得dt%A=(kik2)dt將其積分Ca0"(xy)ln7CT0；=出k2)tCAo-(xy)1)當轉化率為99%寸xy=0.99cA0,1.1ct=In=0.549s4.653.741-0.99-dxSP：2)瞬時選擇性為dyx_k_4.65積分得yk23.74xS=55.4%y2.(10)解：由于兩等體積釜串聯，則1=2C_CA0CA,N-、N(1ki)2CA0(1ki)=-Ca2Cao-Ca2CA2_Xa=3A2=1一，2=0.95而CA0CA02(1ki)=20=i=1.006h

31、t-.e-,-hr-t.”"SortB.dapl-IgSrlne-Ace_algt"a-dm.p.-wep-hr-lu-Ied-hrre.-wrkiSdoidv-pmetthewkofba-IeSr-imp"ngag,-lIf-uIuee-pacly.-aiyof-gCHu-pr.dicS.eI-y-Syincofgr_-dm_-ievesIe_c-as.”I.u-weu-landnt.I».ricutu-ur-bas.inssedh.ong一elofcomeofu.ceaingprod-.dstibuton,sandseVIeinoneoftea.r-

32、in.s-ldowtheo-e-l-.Pusof.meremakeigof-t.IVing Sad*19008.， esrue： the -re 2 69d ", . a nnnaltak of 403%, raki ng clythidWi cv - i tea d tota cy rak ng fit CuntyGo.ent wrnn-e d c. l "tee modfid a*"wkiessnned.The-achiev-eI.aehahacmpleela,eek”.-a"Sree-se-er,3.(10)V0反應器的總容積為解：等容積釜串聯應有

33、=.iv0=1.0061.82=1.83mV=2Vi=3.66m分分1f-1/2.;=0.5h分對第二個全混流反應器作物料衡算V0(CA1-Ca2)=k1cA2V2分CA1CaoA21kl.2(1K1)k1=k12=0.5分對于P:V0(Ca1-Ca2)=V2(kCA2kzCp2)分4.(10)解:Ha-er"hr_I.a".irtBadP2A0KiCao(1Ki)2(1K)+(1Ki)(1K2)k22-0.25分CA2P2S2P2S2t2(10.5)=0.444mol/1分0.50.5(10.5)2(10.25)(10.5)(10.25)分1-(0.4440.391)=0

34、.165mo1/10.3910.165112.515分=2.37-0.5分分=7.5min分則每個反應器的停留時間為對第一個釜進行物料衡算A0=CA1.(-A1)1整理得解得分2=CaikCA1-1_2_一7.5CaiCai-1=0Cai=0.30mol/l同理對第二個釜進行物料衡算A1二cA2(rA2)，2=CA2kCA22解得A2Xa二A0cn.uCin分分分分=0.144mol/l分-cA21-0.144A0=85.6%分cu'-ef-rs-pa.y-.do.cldvelpmetreay2一n_._lncilandmuicpal.annaros.beanwhiewhen-peme

35、ntain.policynotredowntheva-cai,-pro-a-d3d"teItenet+-tura"-odeto-on"fol-onlegalcnrtrulind-.on-Atom0|Irod-aa-eariee-Ue"ad"oouC.”-lueadtou.m,ton,cuke,o-pelig" lthoughe lod of <cieice nougg, befe te t-t and wae -aiy -p-v-eI t ate Ie tea-et efec S notd notI thee, - cn.uci

36、 on dd not ev e t-ey teament y yar (ucar aceSal hal ar unauhorie d reeae d, cntay ttecraed wk i r acegeneay“r - aig that m ta Sc -cmbind - o”n, inufcent ateton t o ecn.r eidetal a_. ula Vllges ”a.p.moe emr,- mu. enha the - b", and ugen- inri irbee r-i.I Gae "a admapowe p "hr- -ltu-l&q

37、uot; aledrhrre “UtuH" wrkite wk if baeleverte-lor ti aclr"a r3cut ua, anpowe ualand famer" ofr>»r-ent. “icut u. ura ba r. .ae,inr.td hh*ong kl-d new ea "trre a,il ura" work newure more To -tal of agiul ure.ucua reorm, sxeto eue ad |omper. One . the -ay i nc - - ofgr&

38、gt;a- Awyrtigen te riebag" c - h in hada agiu.ra plating .r uc lne"Acele.ng tIe cn.r rbbon. -p.Vnga - "arucue e-aiy of agcul ua .一 fecie""of gr_" ad m-ai nt. ofue r_ ndsev ind - l- l inn-1deof ecmmere -akeig“3 -t .r of “.ua prri deei ntegain, 一- ope.reta-iving sad* iesstha cmp-e a,.4>19B8"F- waesue-the se 2 I