(g)08-化学反应工程期末考试卷B(标答,A4格式)

1卷号：B二O一O—二O一一学年第2学期期末考试化工反应工程试题Ｂ（含答案）（08化学1，2，3班专业用）闭卷题号一二三四题分20203030得分注意：学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者，试卷作废。一、填空题（共20分,每空1分）1、化学反应工程是一门以化学热力学和化学_动力__学为基础、研究化学反应工程问题的学科。2、对于平行反应，提高反应物浓度，有利于_级数高_的反应，降低反应物浓度有利于级数低的反应。3、催化剂的失活可能是由于某些化学物质的中毒引起的，关于中毒的两种极端情况是孔底中毒_与孔口中毒。4、化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有釜式反应器和__管式反应器。5、反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称_平行反应_。当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称连串反应。6、固定床反应器中床层粒子不易磨损且可长期使用，床层内流体流动接近于平推流，床内流体的返混较小，反应速度快，可用较少的催化剂量较小的容积完成较大的生产能力。7、描述停留时间分布规律的测定方法主要是阶跃法和脉冲法。8、反应器的放大方法有：①经验放大法；②相似模拟法；③部分解析法；④数据模型放大法。9、生成主产物的反应称为主反应，其它的均为__副反应__。10、三相床体系根据颗粒运动状态可分为滴流床、机械搅拌鼓泡悬浮式、鼓泡淤浆床_三种基本形式。总分核分人姓名一、密封线内不准答题。二、姓名、学号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学号所在年级、班级密封注意意：211、气液鼓泡反应器根据气泡流动的行为，可划分为稳定流动滴流区、脉冲流动区、分散鼓泡区三个区域。12、如果平行反应均为一级不可逆反应，若E1＞E2，提高选择性应__升高温度__。13、气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠范德华力_结合的，而化学吸附是靠化学键力结合的。14、凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器__。15、分批式完全混合反应器操作的优化分析是以单位时间产量最大、生产经费最低为目标进行优化的。二、选择正确答案填写在（）内（共20分，每小题2分）1、化学反应，其中化学反应计量系数为1的是（B，D）A、CO；B、CH4；C、H2；D、H2O2、属于液-固相非催化反应的为（B）A、CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；B、FeTiO3(s)+H2SO4(l)→TiOSO4(s)+FeSO4·2H2O(s)；C、NaOH(l)+CO2(g)→NaCO3(l)D、F–T合成方法将煤制成油。3、串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的得率PX=（C）A.AAPPnnnn00B.00APPnnnC.00SSPPnnnnD.00RRPPnnnn4、对平行反应A→P（n1,E1），A→S（n2,E2）若n1n2，E1E2，当温度升高时，中间产物P的收率（E）。A、随CA的增大而减小；B、随CA的增大而增大；C、随CA的增大先增加而后减小；D、随CA的增大先增加较多而后增加减慢；E、不能确定。5、固定床反应器中由于固体催化剂固定不动，所以在操作时存在（A）这些特点。A、床层不能过高；B、粒子直径能太小；C、床层温度易于控制；D、可制成一段式的。6、下列属于非均相反应的是（D）A.乙酸甲酯水解B.氢气燃烧C.HCl与NaOH的中和D.催化裂解姓名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学号所在年级、班级密封注意意：37、下列属于连串反应的是（B）A.氨与氧反应生成一氧化氮，氧化亚氮，氮；B.一氧化碳加氢生成甲醇，甲醇继续反应生成二甲醚；C.乙烯催化氧化生成环氧乙烷，同时乙烯和环氧乙烷深度氧化生成二氧化碳和水；D.醋酸与正丁醇在硫酸催化下生成乙酸正丁酯的反应。8、下列属于测量气体内表面方法的是（D）A.Langmuir法B.Freundlich法C.Temkin法D.BET法9、下列非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是（D）A.硫化矿的焙烧B.分子筛的焙烧C.氧化铁的还原D.煤炭的燃烧10固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比，可用___的催化剂和____的反应器容积来获得较大的生产能力（A）A.较少量、较小B.较少量、较大C.较大量、较小D.较大量、较大三、简答题（共30分，每小题6分）1、为何要采用活性不均匀分布的催化剂和异形催化剂？答：催化剂的本征活性越大，反应温度越高，颗粒越大，内扩散有效因子越低，催化剂中的死区越大，即催化剂的有效活性层愈薄，大部分催化剂未得到充分利用。如果采用的催化剂活性组分是责金属，则催化剂制造费用和产品成本剧增。如果采用小颖粒催化剂以提高有效因子，对于固定床反应器则受到床层许可压力降和能耗过高的限制。为了提高催化剂的利用率，降低用于催化剂的成本和床层压降。2、反应器设计的基本方程式有哪些？答：反应器设计的基本方程包括反应动力学或速率方程、物料衡算式、能量衡算式和动量衡算式。反应动力学是化学反应器设计的主要基础。3、流化床反应器的缺点有哪些？答：①多相流系统规律复杂，工程放大技术难度较大。②传统的低气速流态化反应器中，大气泡的存在易造成气体短路，再加上床内返混明显，使气体严重偏离平推流。③固体颗粒在传统流化床中混合激烈(近似为理想混合)，在固体连续移出、引入时，其停留时间分布不均，降低了固休的出口平均转化率。④采用高气速操作的快速循环流态化技术可以使许多上述缺点得到改善。只适用于反应速率高的过程，热量移出、移入的能力下降。姓名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学号所在年级、班级密封注意意：4⑤颗粒易磨损和破碎，细颗粒容易被气流夹带，需要有较强的流、同分离能力的装置。⑥颗粒对设备有一定的磨蚀作用。4、鼓泡反应器的型式，按结构可分为哪四种？答：①空心式鼓泡反应器；②多段鼓泡反应器；③气体提升式鼓泡反应器；④液体喷射式鼓泡反应器。5、简述流固非催化反应的分类及特点。答：流-固相非催化反应可分为气-固相非催化反应和液-固相非催化反应两大类。特点：1）反应类型的多样性；2)固相物料的多样性；3)反应器形式的多样性；4)固体颗粒的转化率高；5）气-固相非催化反应的反应温度高。四、计算题（共30分）1、（10分）确定下列反应物系的独立反应数及可能的反应方程式。[CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3]，[Ca、C、O、Mg]答：矩阵的秩为3，独立反应数为5-3=2可能的反应方程式为：CaCO3=Cao+CO2MgCO3=MgO+CO22、（20分）以A（液体）和B（液体）为原料，固体酸做催化剂，在间歇反应器中生产C（液体），操作温度为回流温度。每批进料1Kmol的A和4.96Kmol的B。已知反应速率：A与B的密度分别为0.96和0.74；分子量分别为60和74。1）试求A转化率分别为0.5,0.9时所需反应时间。2）假定反应过程不变，每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h，如果每天需要生产C12000Kg，反应器装填系数取0.75，要求A转化率为0.9时，反应器的实际体积是多少升？公式：1）A转化率分别为0.5,0.9时所需反应时间。对1kmolA而言:A1kmo60kg60/960=0.0625m3B4.96Kmol368Kg368/740=0.496m3该反应为液相反应，反应过程中体积不变,对每1KmolA而言,每次投料体积:VR=0.0625+0.496=0.559m3CA0=nA0/VR=1/0.599=1.79Kmol/m3姓名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学号所在年级、班级密封注意意：5将xAf=0.5,0.9分别代入计算可得t0.5=0.535h;t0.9=4.81h2）反应器的实际体积是：每天生产C12000Kg,需要投入A=12000/(60+74)=89.55批每批投料的计算体积是0.599m3反应器装填系数取0.75;故每批投料的实际体积是0.599/0.75=0.799m3转化90%的反应时间是4.81h,辅助时间是1h;故每批反应需要4.81+1=5.81h;24h仅能够投料反应24/5.81=4.13批N=89.55/4.13=21.68反应器的实际体积=21.68×0.799=17.32m3合17322升大约17000升姓名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学号所在年级、班级密封注意意：