化学反应工程__华东理工大学(1)--期末试卷

《化学反应工程》课程考试试卷

开课学院：化工学院 ，专业： ，考试形式：闭卷，所需时间：120 分钟

一、填充题（25分，每个空格2.5分）

⑴反应活化能越小，则说明反应速率对温度变化越 。对反应活化能Ｅ=80 kj/mol 的反应,在300K 时反应速度要求增加10%，则反应温度应变为 。⑵工业反应过程优化的技术指标是 　 。

⑶一级串连反应A P S k k 12−→−−→−，k 1=1 hr -1，k 2=2 hr -1，则在CSTR 反应器中最优空

时opt τ＝　 h r 。

⑷F(t)的含义是　 　 。若物料在CSTR 反应器中平均停留时间20分钟，则停留时间小于20分钟的物料占总出口物料　 ％。

⑸判断气固催化反应外扩散影响的准数是　 　 ，消除外扩散阻力的工程措施是。

⑹在判断内扩散影响时，当Φ ，则内扩散对反应的影响可忽略；当Φ ，则内扩散对反应的影响严重。

二、单选或多选题（16分，每题4分）

⑴ 实验室反应器催化剂装填高度10cm ，操作线速度为0.25cm/s 。若工业反应器催化剂高度为2m ，空速与实验室反应器相同，则工业反应器流体线速度为 。

a. 2.5 cm/s

b. 5cm/s

c. 7.5cm/s

d. 10 cm/s

⑵常用的流固相反应模型之一是 。

a. 全混流模型

b. 多釜串联模型

c. 整体模型

d.平推流模型

⑶ 对21E E >的串联反应S P A −→−−→−21，21,E E 分别为主副反应活化能，提高反应选择

性的措施是 。

a. A c ﾭ

b. A c ﾭ

c. T ﾭ

d. T ﾭ

⑷ CSTR 中进行放热反应，其热稳定条件要求同时满足 。

a.

=g Q b.

g r

dQ dQ dT

dT

<

c.

g r dQ dQ dT

dT

>

d.

r

g Q Q =三、图解题（24分，每题8分）

⑴平行反应选择性β与转化率x A 的关系如图所示，用图解法画出产物收率最大时反应器

的组合形式（PFR ，CSTR

），并画出反应器设备组合示意图。

⑵在催化剂颗粒的Qg 和Qr 对温度Ｔ的图上，画出临界着火温度T ig 和临界熄火温度T ex 。

反应器设备组合示意图

⑶按下面图形，写出可能的反应特征。(T—温度，t—时间

)

　　　 反应　　　　 　 反应

四、计算题（35分）

⑴在体积为R V 的反应器中进行液相等温反应P A →，已知反应速率为()2A A kc r =-，求：

①在CSTR 中的0.80Af x =时，若将此反应器改为同体积的PFR ，反应条件不变，则Af x 为多大？

②当在CSTR 中的0.80Af x =时，若将此反应器增大到原来的5倍，则Af x 又为多大？(10分)

⑵有一全混釜反应器，已知反应器体积为100 l ，流量为10 l /min ，试估计离开反应器的物料中，停留时间为0～10min ，10～20min 和大于25min 的物料所占的分率。(10分)

⑶转框式反应器中测得的气－固催化反应动力学数据。已知反应为一级，并假设颗粒温度均

匀，且等于周围的气体温度。

①试分析扩散阻力影响，并求反应表观活性能。②试解释颗粒温度均匀的合理性（15分）

并说明：

提高气相主体浓度，则临界着火温度T ig 将变 。