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化学化工学院《化学反应工程》课程考试试题（A卷）

2013-2014学年 第一学期 班级 时量120分钟 总分100分 考试形式：闭卷

一、填空题（每空1.5分，共21分）

1、按照反应器型式或形状来分类，可分为______、______、______反应器。 2、化学反应速率式为?rA?KCCACB，用浓度表示的速率常数为KC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则KC=_______KP。 3、活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。 4、全混流反应器的返混_______，而平推流反应器的返混为_______。 5、平推流管式反应器t?t时，F(t)=_______。 6、平推流管式反应器其E(θ)曲线的方差??2=_______。

7、非理想流动不一定是由返混造成的，返混造成了______和反应物浓度的降低。 8、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径远大于分子平均自由程时，扩散过程与孔径无关，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。

9、描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。

10、稳定态条件下操作的全混釜其操作温度和转化率应满足 衡算和 衡算方程。

二、选择题（每小题2分，共26分，每题只一个选择项是正确答案） 1、“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的“一反”是指_______。 A. 化学反应 B. 反应原理 C. 反应热力学 D. 反应动力学 2、下列属于均相反应的是_______。

A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换 D. 加氢裂解 3、对于反应aA?bB?pP?sS，则rP?_______(?rA)。

pa|a|pA. |a| B. a C. p D. p

??4、气相反应A + B → 3P + S进料时无惰性气体，A与B以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子?A=_______。

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A. –2 B. –1 C. 1 D. 2 5、如果平行反应 应_______。

A. 提高浓度 B. 降低浓度 C. 提高温度 D. 降低温度

6、对于反应级数n＜0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7、脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。 A. E(t)曲线 B. F(t)曲线 C. I(t)曲线 D. y(t)曲线

8、气-固相催化反应的西勒（Thiele）模数的大小可判别内扩散的影响程度。Thiele模数越小，颗粒内外浓度差越小，扩散速率 反应速率。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能确定

9、串联反应A → P（目标产物）→R （副产物）+ S，目标产物P的反应选择性=_______。

A?P(主)A?S(副) 均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高收率?PnP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0nA0 C. nS?nS0 D. nR?nR0 A. nA0?nA B.

10、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B，?rA?0.01CAmol/l?s，当

CA0?1mol/l时，求反应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。

A. 400 B. 460 C. 500 D. 560

11、体积当量直径的计算式为 。 A. dm?1 B. da???xidi?VS6SS?6VS?3 C. dS? D. dV???6? πSVSS?π?112、固定床层内流体流动不均匀的主要原因包括 A. 床层径向不均匀的空隙分布 B. 流速偏低

C. 化学反应的影响 D. 催化剂颗粒外扩散的作用

13、对放热反应，绝热温升λ ，在绝热条件下进行，反应物系的温度随着反应的进行而不断升高。

A. ＞0 B. ＜0 C. ＝0 D. 无法确定 三、简答题（共25分）

1、简述平推流反应器特性？（6分）

2、停留时间分布函数F(t)的含义？F(t)函数的归一化性质的数学描述？（6分）

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3、催化剂使用一段时间后，活性将下降。催化剂活性下降的主要原因有哪些？（6分）

4、简述固定床反应器的优点。气固相催化反应器可分为哪三大类？（7分） 四、计算题（28分）

1、（9分）脉冲示踪法测定的数据见下表。

t /min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 C(t) /(g/L) 0 2 4 8 12 8 2 0 0 请根据表中数据计算此流动系统的平均停留时间、方差、无因次方差。 2、（10分）己二酸与己二醇缩聚反应，用硫酸当催化剂，反应在70℃等温进行，反应速率式为(–rA) = kCA2，其中CA为己二酸浓度。速率常数k=1.97 L/(kmol·min)，己二酸初始浓度CA0为0.004 kmol/L，若每天处理己二酸2400g，辅助时间1h，要求转化率90%，己二酸的摩尔质量146 g/mol，试计算： （1）计算用间歇釜反应器的体积为多少（设反应器的装料系数为 0.75）？ （2）计算用单个全混流反应器的体积为多少？ （3）计算用平推流反应器所需体积为多少？ （4）分析反应器体积不同的原因。 3、（9分）对于一个反应过程，反应式为： 设想其机理步骤为：

（1）A 的吸附过程 A???A? （2）表面反应过程 A??B??D （3）R 的脱附过程 B??B??

若（1）是速率控制步骤，请根据豪根-瓦特森 (Hougen-Watson) 模型，试推导其动力学方程。

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