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1、線訂裝線封密蘭州交通大學試卷(主卷)課程名稱:化學反應工程A教學班中學生序號:分評題號一一三四五總分得分閱卷人學號:姓名:班級:復查人簽名:核分人簽名:號學:名姓點端兩線黑過超得不下上:求要寫書題考:級班Ca,空間時間為A. -A0- (1k)22 2cA0 C.2 kD. 六一、選擇填空(每小題2分,共30分)1、丁烷在700C,總壓0.3MPa條件下的熱分解反應:C4Hio (A) -2c2H4 (B) + H2 (C)原料氣中含有10%的甲烷,假設甲烷不分解,則丁烷進料流量為Vo=300m3h-1且轉(zhuǎn)化率為xa=60%時,反應器出口體積流量 V= () m3h-1。A.120 B.300
2、 C.324 D. 6242、二級液相反應 A - R,在反應的第一分鐘內(nèi) A的濃從2.0mol/L下降到1.5mol/L, 則速率常數(shù) k= () L mol-1 min-1。A. 0.0028 B. 0.167 C. 0.5 D.條件不足,無法計算3、關于平推流反應器的物理模型,以下不正確的是()。A.反應器內(nèi)無返混,所有物料通過反應器的時間相同B.垂直于流體流動方向的同一截面,不同徑向位置的組成和溫度是一致的C.定常態(tài)下操作,反應器內(nèi)狀態(tài)只隨軸向位置而變,不隨時間改變D.反應器內(nèi)無軸向返混,但在徑向有返混,且物料通過反應器的時間相等4.直徑和高均為a的圓柱形催化劑粒子,具比表面當量直徑
3、ds=()。A. a B. - aC.旦d.2 a22a65 .在反應器設計物料衡算式中,關鍵組分積累量為零的反應器為()。A. PFR 和 CSTR B. BR 和 CSTR C. PFR和 BR D. PFR, CSTR 和 BR6 .催化劑的密度Pp = 0.8g /cm3 ,床層空隙率名b= 0.4 ,則床層密度Pb=(,3g / cm 。A. 0.32 B. 0.48 C. 0.75 D. 1.337 .對于連串反應2AP-S,如果A的起始濃度CA0=1.2kmol/m3,反應結(jié)束時反應混合物中A的濃度為CA=0.2kmol/m3, P的濃度為0.4kmol/m3,則瓦二()。A.
4、0.2 B. 0.4 C. 0.8 D. 1.08 .下列關氣-固流化床反應器正確的陳述是()。A.在氣流的攪動下,流化床內(nèi)一般呈散式流態(tài)化8 .流化床內(nèi)催化劑顆粒粒徑小,因而可以忽略催化劑內(nèi)擴散C.初始流化速度和逸出速度均指氣體真實流速D.氣泡相內(nèi)只有氣體,沒有固體9 .在全混流反應器中進行等溫液相一級不可逆反應,進口濃度為Cao ,出口濃度為,現(xiàn)在原反應器上串聯(lián)一個相同的反應器,其它條件不變,則出口濃度變?yōu)椋?0 .在均相反應器中進行如下平行反應:A + B P (目的產(chǎn)物)p=cAcbA-2-> S (副產(chǎn)物)%=2Ca為了提高主產(chǎn)物的收率,宜選擇的操作方式為()。A.采用半連續(xù)反
5、應器,反應物 A分次加入B.采用平推流反應器,B分次加入C.采用全混流反應器,A和B同時加入D.采用全混流反應器與平推流反應器的串聯(lián)組合11.實驗測得某固體催化劑的速率常數(shù) k=0.1s-1,有效擴散系數(shù)De=0.004cm2 . s-1,共6頁 第1頁共6頁第2頁線訂裝線封密蘭州交通大學試卷(附卷):分評點端兩線黑過超得不下上:求要寫書題考:號學 :名姓:級班如果西勒模數(shù)Q<0.3,則可認為無內(nèi)擴散影響,催化劑的直徑應當()。A.小于 0.18cm B.大于 0.18cm C.小于 0.36cm D.大于 0.36cm12 .雙膜理論假設在氣液界面處液相 A組分的濃度與氣相分壓間的關系
6、符合()。A.費克擴散定律B.亨利定律 C.拉烏爾定律D.道爾頓分壓定律13 .對于快速反應,適合的氣-液反應器為()。A.鼓泡塔 B.板式塔 C.填料塔 D.鼓泡攪拌釜14 .當催化劑孔徑d0與分子平均自由程 入的比值d。/ A100時,總氣體擴散系數(shù)可以按()計算。A.分子擴散系數(shù)B.克努森擴散系數(shù)C.綜合擴散系數(shù) D.表面擴散系數(shù)15 .氣-固相催化平行反應A 匚 P (-rA)1 =k1cAA -2_* R (-rA)2 = k1cA內(nèi)擴散影響明顯,P為目標產(chǎn)物,為提高P的選擇性,應采用的措施是( )oA.減小粒徑,減小孔徑B.減小粒徑,增大孔徑C.增大粒徑,減小孔徑D.增大粒徑,增大
7、孔徑二、判斷正誤(每小題1分,共10分)(在你認為正確的敘述后括號內(nèi)填,在 錯誤的敘述后填“X”)1 .西勒模數(shù)Q越大,內(nèi)擴散影響越小。()2 .氣-固催化本征動力學不涉及內(nèi)、外擴散的影響。()3 .任何連續(xù)反應器平均停留時間t總與空間時間t在數(shù)值上相等。()4 .對同一反應器,用脈沖示蹤法和階躍示蹤法會得到不同的 F(t)。()5 .空間時間定義式中V0是指進口流體在標準狀態(tài)下的體積流量。()6 .全混流反應器出口物料中關鍵組分 A的濃度要略小于反應器內(nèi)A的濃度。()7 .由于全混流反應器中存在返混,所以對于任何反應,所需全混流反應器的體積要大 于平推流反應器體積。()8 .兩并聯(lián)平推流反應
8、器總體積最小條件為兩反應器體積相等,即V1=V2o()9 .在間歇反應器中達到一定轉(zhuǎn)化率所需時間與反應器大小無關。()10 .多釜串聯(lián)的全混流反應器,各釜中的選擇性是相等的。()三、計算題(共46分)1.某一級不可逆反應,在平推流反應器中的轉(zhuǎn)化率為0.8,如欲將生產(chǎn)能力提高50%,如果在平推流反應器后串聯(lián)全混流釜,請計算當最終轉(zhuǎn)化率相同時,全混釜體積應當為平推流反應器的多少倍? (12分)2.用脈沖示蹤法測得一連續(xù)反應器的 i= 400s,仃:=80000s2。某一級液相反應 在間歇反應器中進行,反應10min時的轉(zhuǎn)化率為0.8,請用多級混合槽模型計算 該反應在此連續(xù)反應器中的轉(zhuǎn)化率。(12分
9、)共6頁第3頁共6頁 第4頁線訂裝線封密 點端兩線黑過超得不下上:求要寫書題考:分評 :號學 :名姓 :級班蘭州交通大學試卷(附卷)3.自催化反應 A+ P - 2P,動力學方程為 TA=kcACP, k=0.1m3 - kmol-1 min-1, CA0=1.0kmol m-3, cp0=0.2kmol - m-3, 進料 V0=0.45m3 min-1。當 A 的轉(zhuǎn)化率 達90%時:(1)應采用平推流反應器與全混流反應器的何種組合,以使總反應器體積最 小? (4分)(2)總體積最小時,全混流反應器體積為多少? (6分)四.看圖回答問題(6分)如圖所示是一級不可逆反應在全混釜中的移熱速率線和
10、產(chǎn)熱速率線??磮D回答:3.穩(wěn)定的操作點有;不穩(wěn)定的操作點有五.證明題(8分)A 272A1/2-氣固相反應A|_| R ,機理為2A* 即+仃 R: L R 二A > P4.平行液相反應At RA ,S請計算在平推流反應器中rP =1rR=2cA,其中 CA0=2kmol m , cAf = 0.2kmol m,。rS = cAP的收率。(12分)請證明,當A的表面反應為控制步驟時,1 .圖中1、2、3三條移熱線 中,進料溫度最高的 是;2 .點對應溫度為著火溫 度,點對應溫度為熄火 點;;期望的操作點有反應速率式為共6頁第5頁共6頁第6頁線訂裝線封密 點端兩線黑過超得不下上:求要寫書題考:分評 :號學 :名姓 :級班蘭州交通大學試卷(附卷)7.兩平推流反應器并聯(lián)組合總體積最小的
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