XXX大学 化学反应工程 试题B （开）卷
（答案）2011 — 2012学年第一学
期
一、单项选择题： （每题2分，共20分）
1?反应器中等温进行着 AT P（1）和AT R（2）两个反应，当降低 A的浓度后，发现反
应生成P的量显著降低，而 R的生成量略降低，表明 （）
A .反应（1）对A的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 2
为（） A. 1.0 B. 0.25 0.50
p
,PA 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， 为目的产物，若活化能次序为： R
则最佳操作温度序列为（E2 ⑴⑶ 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与 反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率 第二釜的反应速率-「A2之间的关系为（ A . -rA1 > -rA2 B . -rA1 ）°两釜反应温度相同。 C. -rAi < -rA2 =-rA2 D.不能确定何者为大 Da 0.1 uLr ，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数 5. 已知一闭式反应器的 ）° D. 4.0 C. 3.5 A. 4.5 B. 5.6 是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要 6. 固体催化剂之所以能起催化作 用， D .质量传递 C ?化学吸附 发生（ ）° 7. 包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为 ） （ A .物理吸附 B .化学反应 A .堆（积）密度 B .颗粒密度 C.真密度 D .平均密度 D .低温操作 -rAi &在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是 （ ）° 种 C.全混流反应器 A .平推流反应器 B.轴向流反应器 D.多釜串联反应器 R+C这种反应称为（ ） 9. 某液相反应，其反应式 D.可逆反应 可写成 A+C C.链锁反应 对于其中的气相和液相的流动常可近似看成A .均相催化反应 B .自催化反应 10. 高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜， A .气、液均为平推流 B . （ 气、液均为全混流 C.气相平推流、液相全混流 D . 气相全混流、液相平推流 二、填空题（每题 5分，共30分） C升高到 1 .一不可逆反应，当反应温度从 2535C时，反应速率增加一倍，则该反应的活化 能为 °厂、、、 kSKAP^ KBPB 2. 一气固催化反应 A B R，若本征反应速率方程为：r 则该反应可能 2 (1 KAPA KBPBKRPR) 的反应机理为 3. 间歇釜反应器中进行如下反应： + A （1） — rA1 = k1CAa1 A （2） — rA2=k2CAa2 在CA0和反应时间保持不变下， 降低反应温度，釜液中 CP/CS增大，表明活化能 E1与E2的 相对大小为 ___________________ ;在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中 C P/CS增大，表明反应级数 al、a2的相对大小为 2 0.98 P S 4?从反应器停留时间分布测定中 差 ，求得无因次方 ，反应器可视为 又若求得无因次方差 2 °.°则反应器可视为 _____________________ 2 5. 混流反应器串联操作， 有两个有效容积不等的全 反应为二级不可逆反应 A^P ,若大釜在 XA2，两种情况 。 在 先，小釜在后，出口转化率为 XA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为 下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较 XA1和XA2的相对大小为 6. 固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较 a、b两处的n值 大小(a处靠近反应器的进口， b处靠近反应器的出口)，并说明理由。 (1) 一级放热反应，绝热操作 _______________ (2 )二级反应，等温操作 __________________ rP k1cAc 三、问答题(每题 6分，共12分) 1. 液相复合反应，若为使目的产物P的选择性高，应选择: (1) 若采用间歇反应釜，其加料方式为？ (2) 若采用管式反应器，其进料方式为？ ⑶若E1>E2,则反应温度应尽可能采用高温或低温？ 0.5 B k2CA.5C 2A B P 1 k. A 2B kQ 2 2. 在四段绝热式固定床反应器中进行 n级不可逆反应，各段的催化剂量相同，且控制进入 各段的反应物料温度相等.若n>0,试问 (1) 哪一段的净转化率最大？哪一段最小？ (2) 若段间采用冷激方法进行降温，试问第一段与第二段之间和第二段与第三段之间哪 处需加入的冷激剂量多？为什么？ 四、计算题：(第1, 2题均为12分，第3题为14分，共38分) 1. 为1 m3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇 在反应体积-1, 2: 0.98h-1，原料液中 H2COCHCH3 H2O H2COHCHOHCH 3 该反应对环氧丙烷为一级，对水为零级，反应温度下反应速率常数等于 环氧丙烷的浓度为 2.1kmol/m3,环氧丙烷的最终转化率为 90%。 (1 )若采用间歇操作，辅助时间为 (2) 作，其余条件不变，则丙二醇 0.65h,则丙二醇-1, 2的日产量是多少？ 有人建议改在定态下连续操-1 , 2的日产量又是多少？ (3) 为什么这两种操作方式的产量会有不同？ 对一闭式反应器进行停留时间分布实验 测定，在 Q= 300L/min下，得到E(t)?t关系 如下图所示。由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。试根据 E(t)函数性质确定并计算： 2. 2