西南最新版0751《化学反应工程》网上作业及课程考试复习资料有答案.docx
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西南最新版0751《化学反应工程》网上作业及课程考试复习资料有答案
[0751]《化学反应工程》
第一次作业
[填空题]7.一级连串反应
在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应______温度。
参考答案：
降低
[填空题]30.平推流管式反应器t≥
时，F（t）=_______。
参考答案：
１
[填空题]29.平推流管式反应器t=
时，E（t）=_______。
参考答案：
∞
[填空题]28.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。
参考答案：
愈小
[填空题]27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe= 。
参考答案：
uL/Ez
[填空题]26.停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。
参考答案：
[填空题]25.当t=0时，停留时间分布函数F（t）=_______。
参考答案：
0
[填空题]24.停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）=_______。
参考答案：
0
[填空题]23.对于自催化反应，最合适的反应器为_______。
参考答案：
全混流串平推流
[填空题]22.对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。
参考答案：
平推流
[填空题]21.对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。
参考答案：
全混流
[填空题]20.平推流反应器的返混为_______。
参考答案：
0
[填空题]19.全混流反应器的返混_______。
参考答案：
最大
[填空题]17.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。
参考答案：
理想混合反应器、平推流
[填空题]16.理想反应器是指_______、_______。
参考答案：
理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器
[填空题]14.气―固相催化反应的内扩散模数
，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了_______与_______之比。
参考答案：
表面反应速率、内扩散速率
[填空题]13.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。
参考答案：
分子扩散（容积扩散）
[填空题]12.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由_______所致。
参考答案：
分子间碰撞
[填空题]11.在气―固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B，A的反应速率的定义为_______。
参考答案：
[填空题]10.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。
参考答案：
BET
[填空题]9.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_______。
参考答案：
吸附等温方程
[填空题]8.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。
参考答案：
范德华力、化学键力
[填空题]6.活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
参考答案：
反应速率
[填空题]5.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
参考答案：
xk=（nk0-nk）/nk0
[填空题]4.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。
参考答案：
累积量=输入量-输出量
[填空题]3.化学反应工程中的"三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
参考答案：
传质、传热、动量传递
[填空题]
2.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
参考答案：
分批式操作、连续式操作、半分批式
[填空题]
1.化学反应工程是一门研究______________的科学。
参考答案：
化学反应的工程问题
第二次作业
[单选题]27.对于_______的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。
A：
间歇式反应器
B：
全混流反应器
C：
搅拌釜式反应器
D：
平推流管式反应器
参考答案：
D
[单选题]26.对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。
A：
提高压力
B：
降低压力
C：
提高温度
参考答案：
C
[单选题]25.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
参考答案：
B
[单选题]24.反应级数n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
A：
0
B：
0.5
C：
1
D：
2
参考答案：
C
[单选题]23.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。
A：
示踪剂的种类
B：
示踪剂的输入方式
C：
管内的流动状态
D：
检测位置
参考答案：
C
[单选题]22.平推流流动的E（t）曲线的方差δθ2= 。
A：
0
B：
0~1
C：
1
D：
>1
参考答案：
A
[单选题]21.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
参考答案：
A
[单选题]
A：
提高浓度
B：
提高温度
C：
降低浓度
D：
降低温度
参考答案：
B
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
B
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
C
[单选题]17.反应C4H10→2C2H4+H2，k=2.0s-1，则反应级数n=_______。
A：
0
B：
1
C：
2
D：
3
参考答案：
B
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
B
[单选题]
A：
平推流反应器
B：
全混流反应器
C：
多釜串联全混流反应器
D：
全混流串接平推流反应器
参考答案：
A
[单选题]14.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。
A：
1
B：
2
C：
3
D：
4
参考答案：
B
[单选题]13.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。
A：
空时τ
B：
反应时间t
C：
停留时间t
D：
平均停留时间
参考答案：
A
[单选题]
A：
8500
B：
8900
C：
9000
D：
9900
参考答案：
D
[单选题]11.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项_______。
A：
加料时间
B：
反应时间
C：
物料冷却时间
D：
清洗釜所用时间
参考答案：
B
[单选题]
A：
≈0
B：
=1
C：
→3
D：
≈1
参考答案：
B
[单选题]
A：
厚度/2
B：
R
C：
R/2
D：
R/3
参考答案：
D
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
A
[单选题]
A：
厚度/2
B：
R
C：
R/2
D：
R/3
参考答案：
A
[单选题]7.当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程_______时，分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。
A：
0.01um
B：
0.1um
C：
1um
D：
1nm
参考答案：
B
[单选题]6.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是_____。
A：
均匀表面
B：
多分子层吸附
C：
分子间无作用
D：
吸附机理相同
参考答案：
B
[单选题]
5.气相反应4A+B→3R+S进料时无惰性气体，A与B以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子δA=_______。
A：
1/4
B：
2/3
C：
-1/4
D：
-2/3
参考答案：
C
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
A
[单选题]
A：
见题目
B：
见题目
C：
见题目
D：
见题目
参考答案：
A
[单选题]1.下列属于均相反应的是_______。
A：
催化重整
B：
催化裂解
C：
HCl与NaOH的中和
D：
水泥制造
参考答案：
C
第三次作业
[论述题]简答题 14简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？
参考答案：
答：
脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。
对应的曲线为E（t）曲线，E（t）=CA/CA0。
[论述题]简答题 13.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？
参考答案：
答：
空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。
[论述题]简答题 12.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？
参考答案：
答：
阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为CA0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F（t），F（t）=CA/CA0。
[论述题]简答题11.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？
参考答案：
答：
通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。
所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统，通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。
根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种：
脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。
[论述题]简答题 10.简述非理想流动多级混合模型的特点？
参考答案：
[论述题]简答题9.简述非理想流动轴向扩散模型的特点？
参考答案：
答：
1）在管内径向截面上流体具有均一的流速；
2）在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律；
3）轴向混合系数EZ在管内为定值；
4）径向不存在扩散；
5）管内不存在死区或短路流。
[论述题]简答题 8.简述分批式操作的完全混合反应器？
参考答案：
答题要点;
反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。
[论述题]简答题 7.简述理想反应器的种类？
参考答案：
答题要点：
通常所指的理想反应器有两类：
理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。
[论述题]简答题 6.解释努森扩散和分子扩散分别在何种情况下占优势？
参考答案：
答：
多孔物质催化剂的粒内扩散较为复杂。
当微孔孔径较大时，分子扩散阻力是由于分子间的碰撞所致，这种扩散为分子扩散。
当微孔孔径小于分子的自由程0.1um时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，而成为扩散阻力的主要因素，这种扩散为努森扩散。
[论述题]
简答题 5.简述气―固相催化反应的动力学步骤？
参考答案：
答：
1）反应物从气流主体向催化剂的外表面和内孔扩散；
2）反应物在催化剂表面上吸附；
3）吸附的反应物转化成反应的生成物；
4）反应生成物从催化剂表面上脱附下来；
5）脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
[论述题]简答题 4.简述Langmuir等温吸附方程的基本特点？
参考答案：
答：
1）均匀表面（或理想表面）：
即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已被吸附的程度如何无关；
2） 单分子层吸附；
3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；
4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。
[论述题]简答题
参考答案：
[论述题]简答题 2.对于可逆放热反应如何选择操作温度？
参考答案：
答：
1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度；
2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；
3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
[论述题]简答题：
1．简述均相反应及其动力学的研究内容？
参考答案：
答：
参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
第四次作业
[论述题]
计算题17（求多级全混流模型的转化率）
内容见附件1346658460444.doc
参考答案：
96%
详细参考答案见附件1346658460445.doc
[论述题]
计算题16（求模型参数和出口转化率）
内容见附件1346658460442.doc
参考答案：
N=4.27
xA=0.566
详细参考答案见附件1346658460443.doc
[论述题]
计算题15（求反应器的出口转化率）
15.某反应器用示踪法测其流量，当边界为开―开式时，测得Ez/UL，在此反应器内进行一般不可逆反应，此反应若在活塞流反应器中进行，转化率为99%，若用多釜串联模型，求此反应器的出口转化率。
参考答案：
96%
详细参考答案见附件1346658460441.doc
[论述题]
计算题14（求平均停留时间、方差等）
内容见附件1346658460439.doc（提示:
参考教材第四章的例题）
参考答案：
平均停留时间6.24min
方差8.50min2
对比方差0.218
详细参考答案见附件1346658460440.doc
[论述题]
计算题13（求反应体积）
13.磷化氢的均相气相分解4PH3→P4+6H2，在310℃时2atm时速率方程-rA=0.1CAmol/s.L，磷化氢以200kg/h的速率在平推流反应器内反应，求转化率为80%时所需反应器体积？
参考答案：
862L
详细参考答案见附件1346658460438.doc
[论述题]
计算题12（求料液流量）
内容见附件1346658460436.doc
参考答案：
0.002L/min
详细参考答案见附件1346658460437.doc
[论述题]
计算题11（求出口转化率）
11.在平推流反应器中进行一级不可逆反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？
参考答案：
0.697
详细参考答案见附件1346658460435.doc
[论述题]
计算题10（求反应时间）
内容见附件1346658460433.doc
参考答案：
169.6min
详细参考答案见附件1346658460434.doc
[论述题]
计算题8（求内扩散有效因子）
8.乙烯直接水合制乙醇可视为对乙烯的一级不可逆反应，在300℃，7.09Mpa下，k=0.09s-1，Deff=7.04?
10-4cm2/s,采用直径与高均为5mm的圆柱形催化剂，求内扩散有效因子。
参考答案：
0.693
详细参考答案见附件1346658460431.doc
[论述题]
计算题7（求有效扩散系数）
7.求下述情况下，催化剂孔道中CO的有效扩散系数。
已知气体混合物中各组分的摩尔分率：
yH2O=0.50，yCO=0.10，yCO2=0.06，yN2=0.10，yH2=0.24，温度400℃，压力0.709Mpa。
催化剂孔道平均半径10nm，空隙率0.50，曲折因子2.06。
（提示:
同时考虑分子扩散和努森扩散）
参考答案：
CO的有效扩散系数为9.0×10-3 cm2/s
详细参考答案见附件1346658460430.doc
[论述题]
计算题6（求转化率、收率和反应选择性）
6.在银催化剂上进行乙烯氧化反应以生产环氧乙烷，进入催化反应器的气体中各组分的摩尔分数分别为C2H415%，O27%,CO210%，Ar12%，其余为N2。
反应器出口气体中含C2H4和Oz的摩尔分数分别为13.1%,4.8%。
试计算乙烯的转化率、环氧乙烷收率和反应选择性。
参考答案：
乙烯的转化率13.33%
环氧乙烷收率10.03%
反应选择性为75.24%
详细参考答案见附件1346658460429.doc
[论述题]
计算题5（求转化率）
内容见附件1346658460427.doc
参考答案：
乙炔转化率99.47%
氯化氢的转化率90.43%
详细参考答案见附件1346658460428.doc
[论述题]
计算题4（求反应时间）
内容见附件1346658460425.doc
参考答案：
0.4038h
详细参考答案见附件1346658460426.doc
[论述题]
计算题3（求转化率）
内容见附件1346658460423.doc
参考答案：
82.76%
详细参考答案见附件1346658460424.doc
[论述题]
计算题2（求反应的选择性和出口气体组成）
内容见附件1346658460421.doc
参考答案：
（1）96.11%
（2）组分CH3OHHCHOH2OCO2O2N2
摩尔数7.67218.9638.30.76720.878843.28
摩尔分率/％6.98317.2634.870.69830.799939.39
详细参考答案见附件1346658460422.doc
[论述题]
计算题1（求该反应的活化能）
1.反应A→B为n级不可逆反应。
已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。
参考答案：
29.06
详细参考答案见附件1346658460420.doc
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