内容发布更新时间 : 2024/5/5 15:22:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
一、在一个连续流动的等温反应器中进行着反应A?B，计算当进料的摩尔流率为5mol/h，假设反应速率-rA为：
（1）-rA=kCA， k=0.0001s-1 时 （2）-rA=kCA2， k=3 L/mol.h 时
求转化率为0.9时，对CSTR和PFR反应器需要的反应器体积。（20分）
二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：A?B?C，该反应对A和B均是一级。反应器的入口体积流率为1.8 L/min，进料为等摩尔的组分A和B。入口温度和压力分别是627℃和12 atm，在此温度下的反应速率常数k＝3 L/mol.min。求：
（1）反应器入口处A的浓度？ （5分） （2）当A的转化率为85%时的浓度？（6分）
（3）A的转化率为85%时所需的反应器的体积？（8分）
三、有如下平行反应：
?2P(主反应)A?B?S(副反应)0.50.4r?kC其动力学方程分别为：rP?k1C2，CS2ACB，其中k1?k2?1， BA（1）当A和B的初始浓度为CA0?CB0?6.8mol/L，A和B均从反应器入口加入，计算A的转化率为0.8时的瞬时选择性。（4分）
（2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分）
四、某一级液相基元反应A→P，其反应速率常数为0.072min?1，对液相反应器进行RTD分析，得到反应器的平均停留时间为45 min，方差为210min2，请采用多釜串联模型计算反应器的转化率（10分）。
五、在一转框反应器中进行气固催化反应实验，得到下列数据
No. 1 转速N 500 粒径dp，mm 1.8 出口反应物浓度CA，mol/l 0.08 反应速率 －rA，mol/l.s 0.3 2 3 4 5 6 1000 1000 1000 1000 1000 1.8 1.2 0.6 0.4 0.2 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.3 0.7 0.9 1.0 1.0 （1）请分析该实验装置的外扩散阻力情况？（3分） （2）请分析该实验装置的内扩散阻力情况？（6分）
（3）请分别求出第2组和第4组实验中的内扩散有效因子？（6分）
六、用直径为1mm的球形颗粒进行一级不可逆反应A?P，气流主体中A的浓度为0.04kmol/m3，测得单位床层表观反应速率(－rA)obs＝400kmol/(m3.h)，组分A在颗粒内有效扩散系数为0.001m2/h，外部传质系数为KG＝50m/h。请问： （1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分） （2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分）
七、 学完《化学反应工程》这门课后，你认为该门课在实际工业生产中将起到什么作用？（9分）
中国石油大学（北京）远程教育学院
模 拟 考 试 卷
化学反应工程 试卷B (开卷)答案
一、在一个连续流动的等温反应器中进行着反应A?B，计算当进料的摩尔流
率为5mol/h，假设反应速率-rA为：
（1）-rA=kCA， k=0.0001s-1 时 （2）-rA=kCA2， k=3 L/mol.h 时
求转化率为0.9时，对CSTR和PFR反应器需要的反应器体积。（20分） 解：
（1）在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：V?FAo?FA ?rAV?CAov?CAvCAov?0.01CA0vv10L/h??99?99*?2750L ?1kCAk*0.01*CA0k0.0001*3600hvCA0ln kCA在PFR中，一级不可逆反应的V的表达式：V?将CA0、CA、v和k的数值代入方程，得到：
10L/h1V?ln?127.9L ?10.0001*3600h0.01（2）在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：V?FAo?FA ?rAV?CA0v?CAvCA0v?0.01CA0vv10L/h??9900?9900*?66000L2kC2k*(0.01*C)kC3L/mol?h*0.5mol/LA0A0Av11(?) kCACA0在PFR中，二级不可逆反应的V的表达式：V?将CA0、CA、v和k的数值代入方程，得到：
10L/h11V?(?)?660L
3L/mol?h0.5*0.010.5
二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：A?B?C，该反应对A和B均是一级。反应器的入口体积流率为1.8 L/min，进料为等摩尔的组分A和B。入口温度和压力分别是627℃和12 atm，在此温度下的反应速率常数k＝3 L/mol.min。求：
（1）反应器入口处A的浓度？ （5分） （2）当A的转化率为85%时的浓度？（6分）
（3）A的转化率为85%时所需的反应器的体积？（8分） 解：对于反应A?B?C，??1?1?1??1