反应工程期末试卷

复查人签名：___________核分人签名：_______________题号一二三四五总分得分阅卷人6.催化剂的密度30.8/Pgcm，床层空隙率0.4B，则床层密度B（）3/gcm。A.0.32B.0.48C.0.75D.1.337.对于连串反应2A→P→S，如果A的起始浓度cA0=1.2kmol/m3，反应结束时反应混合物中A的浓度为cA=0.2kmol/m3，P的浓度为0.4kmol/m3，则PS=（）。A.0.2B.0.4C.0.8D.1.08.下列关气-固流化床反应器正确的陈述是（）。A.在气流的搅动下，流化床内一般呈散式流态化B.流化床内催化剂颗粒粒径小，因而可以忽略催化剂内扩散C.初始流化速度和逸出速度均指气体真实流速D.气泡相内只有气体，没有固体9.在全混流反应器中进行等温液相一级不可逆反应，进口浓度为0Ac，出口浓度为Ac，空间时间为，现在原反应器上串联一个相同的反应器，其它条件不变，则出口浓度变为（）。A.02(1)AckB.kcA210C.kcA220D.)1(20kcA10.在均相反应器中进行如下平行反应：A+B1kP（目的产物）2PABrccA2kS（副产物）2SArc为了提高主产物的收率，宜选择的操作方式为（）。A.采用半连续反应器，反应物A分次加入B.采用平推流反应器，B分次加入C.采用全混流反应器，A和B同时加入D.采用全混流反应器与平推流反应器的串联组合11.实验测得某固体催化剂的速率常数k=0.1s-1，有效扩散系数De=0.004cm2﹒s-1，一、选择填空（每小题2分，共30分）1、丁烷在700℃，总压0.3MPa条件下的热分解反应：C4H10（A）→2C2H4（B）+H2（C）原料气中含有10%的甲烷，假设甲烷不分解，则丁烷进料流量为V0=300m3·h-1且转化率为xA=60%时，反应器出口体积流量V=（）m3·h-1。A.120B.300C.324D.6242、二级液相反应A→R，在反应的第一分钟内A的浓从2.0mol/L下降到1.5mol/L，则速率常数k=（）L·mol-1·min-1。A.0.0028B.0.167C.0.5D.条件不足，无法计算3、关于平推流反应器的物理模型，以下不正确的是（）。A.反应器内无返混，所有物料通过反应器的时间相同B.垂直于流体流动方向的同一截面，不同径向位置的组成和温度是一致的C.定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置而变，不随时间改变D.反应器内无轴向返混，但在径向有返混，且物料通过反应器的时间相等4.直径和高均为a的圆柱形催化剂粒子，其比表面当量直径ds=（）。A.aB.62aC.32aD.16a5.在反应器设计物料衡算式中，关键组分积累量为零的反应器为（）。A.PFR和CSTRB.BR和CSTRC.PFR和BRD.PFR，CSTR和BR装订线班级：姓名：学号：评分：密封线兰州交通大学试卷（主卷）考题书写要求：上下不得超过黑线两端点课程名称：化学反应工程A教学班中学生序号班级：学号：姓名：共6页第1页年月日共6页第2页三、计算题（共46分）1.某一级不可逆反应，在平推流反应器中的转化率为0.8，如欲将生产能力提高50%，如果在平推流反应器后串联全混流釜，请计算当最终转化率相同时，全混釜体积应当为平推流反应器的多少倍？（12分）2.用脉冲示踪法测得一连续反应器的400ts，2280000ts。某一级液相反应在间歇反应器中进行，反应10min时的转化率为0.8，请用多级混合槽模型计算该反应在此连续反应器中的转化率。（12分）如果西勒模数s0.3，则可认为无内扩散影响，催化剂的直径应当（）。A.小于0.18cmB.大于0.18cmC.小于0.36cmD.大于0.36cm12.双膜理论假设在气液界面处液相A组分的浓度与气相分压间的关系符合()。A.费克扩散定律B.亨利定律C.拉乌尔定律D.道尔顿分压定律13.对于快速反应，适合的气-液反应器为（）。A.鼓泡塔B.板式塔C.填料塔D.鼓泡搅拌釜14.当催化剂孔径d0与分子平均自由程λ的比值d0/λ100时，总气体扩散系数可以按（）计算。A.分子扩散系数B.克努森扩散系数C.综合扩散系数D.表面扩散系数15.气-固相催化平行反应12APAkkR21121(-r)(-r)AAAAkckc内扩散影响明显，P为目标产物，为提高P的选择性，应采用的措施是（）。A.减小粒径，减小孔径B.减小粒径，增大孔径C.增大粒径，减小孔径D.增大粒径，增大孔径二、判断正误（每小题1分，共10分）（在你认为正确的叙述后括号内填“√”，在错误的叙述后填“×”）1.西勒模数s越大，内扩散影响越小。（）2.气-固催化本征动力学不涉及内、外扩散的影响。（）3.任何连续反应器平均停留时间t总与空间时间在数值上相等。（）4.对同一反应器，用脉冲示踪法和阶跃示踪法会得到不同的F(t)。()5.空间时间定义式中V0是指进口流体在标准状态下的体积流量。（）6.全混流反应器出口物料中关键组分A的浓度要略小于反应器内A的浓度。（）7.由于全混流反应器中存在返混，所以对于任何反应，所需全混流反应器的体积要大于平推流反应器体积。（）8.两并联平推流反应器总体积最小条件为两反应器体积相等，即V1=V2。（）9.在间歇反应器中达到一定转化率所需时间与反应器大小无关。（）10.多釜串联的全混流反应器，各釜中的选择性是相等的。（）装订线班级：姓名：学号：评分：密封线考题书写要求：上下不得超过黑线两端点共6页第3页共6页第4页兰州交通大学试卷（附卷）四．看图回答问题（6分）如图所示是一级不可逆反应在全混釜中的移热速率线和产热速率线。看图回答：3.稳定的操作点有；不稳定的操作点有；期望的操作点有。五．证明题（8分）气固相反应AR，机理为1/21/2222AAARRR请证明，当A的表面反应为控制步骤时，反应速率式为2()(1)RAAARRpkpKrKpKp3.自催化反应A+P→2P，动力学方程为–rA=kcAcP，k=0.1m3·kmol-1·min-1，cA0=1.0kmol·m-3，cP0=0.2kmol·m-3，进料V0=0.45m3·min-1。当A的转化率达90%时：（1）应采用平推流反应器与全混流反应器的何种组合，以使总反应器体积最小？（4分）（2）总体积最小时，全混流反应器体积为多少？（6分）4.平行液相反应APARAS212PRASArrcrc，其中302Ackmolm，30.2Afckmolm。请计算在平推流反应器中P的收率。（12分）装订线班级：姓名：学号：评分：密封线考题书写要求：上下不得超过黑线两端点共6页第5页共6页第6页兰州交通大学试卷（附卷）1.图中1、2、3三条移热线中，进料温度最高的是；2.点对应温度为着火温度，点对应温度为熄火点；7.两平推流反应器并联组合总体积最小的条件为()。A.VR1=VR2且V01=V02B.VR1∶VR2=V01∶V02C.VR1=VR2D.V01=V021.图中1、2、3三条移热线中，进料温度最高的是；2.图中点对应的温度是着火点，点对应的温度是熄火点；3.稳定的操作点有，不稳定的操作点有。4.反应期望的操作点有。装订线班级：姓名：学号：评分：密封线考题书写要求：上下不得超过黑线两端点年月兰州交通大学试卷（附卷）