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1、化学反应工程期末考试试题A卷参考答案一、填空（每空3分，共24分）1、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 愈小 。2、气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_分子引力_结合的，而化学吸附是靠_化学键_结合的。3、在等温活塞流反应器中进行一级均相反应，反应器体积不变，进口浓度CA0从1mol/L增加到2mol/L，如果出口转化率不变，则进料体积流量V0必须 不变 ；4、活化能的大小直接反映了_反应速率 _对温度的敏感程度。5、对于等温下进行串联反应，在达到相同转化率的情况下，平推流反应器的效果 优于 全混流反应器。6、用阶跃示踪法测停留时间分布时，通入示踪物5秒后测得F(
2、t)=0.8，这说明通过该反应器的流体中80%的停留时间为 小于等于5秒 ，20%停留时间为 大于5秒 。二、选择题（每题3分，共24分）1、对于反应级数n0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用_A 。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2、全混流反应器停留时间分布特征值方差为 B 。A、0 B、1 C、 D、3、气相反应，进料时无惰性气体，与以12摩尔比进料，则膨胀因子= A 。A . -2 B. -1 C. 1 D. 24.反应级数n= C 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. 25
3、、对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率随增大而单调下降，则最适合的反应器为 A 。A.全混流反应器 B. 全混流串接平推流反应器C. 多釜串联全混流反应器 D. 平推流反应器 6. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。A. E（t）曲线 B. F（t）曲线 C. I（t）曲线 D. y（t）曲线7、反应物A的水溶液在等温全混流反应器中进行两级反应，出口转化率为0.4，若改为等体积的活塞流反应器中进行，则出口转化率为 C 。A. 0.4 B. 0.5 C. 10/19 D. 9/198、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_D_。A. 平均停留时间 B. 反应时
4、间t C. 停留时间t D. 空时三、简答题（本大题共25分）1、（12分）已知一反应体系为使目的产物P的选择性高，应选择：(1) 若采用间歇反应釜，宜采用何种其加料方式？(2) 若采用管式反应器，宜采用何种其加料方式？(3) 若E1E2，则反应温度应尽可能采用高温或低温？答：有动力学方程可知，cA越高和cB越低选择性越高。(1) 采用间歇反应釜，要保证cA较高而cB较低，可采取半连续进料，即A物质一次性加入，而B物质慢慢连续加入，即可达到上述要求。 （4分）(2) 若采用管式反应器，要保证cA较高而cB较低，可采取A物质一次性从入口加入，而B物质分段加入，如下图所示。（4分）(3) 若E1E
5、2，则反应温度应尽可能采用高温。 （4分）2、（8分）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？答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，（2分）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，（2分）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。（2分）对应的曲线为F（t），。（2分） 3、（5分）对于可逆放热反应如何选择操作温度？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分）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
6、现一极大值；（2分）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。（1分）四、计算题（共27分）1、（15分）某自催化反应，反应速率式，某温度下k=1.5m3/(kmolh)，进口原料中含A 0.9 kmol/ m3含R 0.1 kmol/ m3，原料的进料量为2 m3/h，要求A的最终浓度降到0.1 kmol/ m3，求（1）反应速率最大时，A的浓度为多少？（2）采用全混流反应器时，反应器体积是多大？（3）采用平推流反应器时，反应器体积是多大？（4）为使反应器体积为最小，应如何组合全混流和平推流反应器？其最小体积为多少？ 解：（1）反应速率式，当时，即反应速率最大 (3分)（2
7、）由设计方程 （公式1分，结果1分） （公式1分，结果1分）（3）由设计方程（公式2分，结果2分）（4）为使反应器体积为最小，应采用全混流-平推流反应器，即全混流反应器A的出口浓度为，进入平推流反应器。对全混流反应器进行物料衡算： (1分)对平推流反应器进行物料衡算： (1分) (2分)2、（12分）在一闭式容器中进行停留时间分布的脉冲实验，测得数据如下：t (min)0246810121416CA(kg/m3)06.512.512.510.05.02.51.00 求： E（t）、；多釜串联模型参数N。解：(1) （1分）t024681012141600.0650.1250.1250.10.050.0250.010tE(t)00.130.50.750.80.50.30.140t2E(t)00.2624.56.453.61.960（写出E(t)数值，2分）= 6.24min （公式2分， 结果1分） = 47.44 38.94 = 8.50min2 （公式1分， 结果1分） （公式1分， 结果1分）(2) （公式1分，结果1分）
