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1、武汉科技大学化学反应工程期末自测试卷填.空题化学反应工程是一门研究的_科_学_。_化学反应速率式为rA,KCC；CB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数Kp则KC_平行反应的函数。As（副）均为一级不可逆反应，若主左副，选择性与无_关_，_仅是反_应_器_为宜。对于反应级数的反应，为降低反应器容积，应选用对于恒容的平推流管式反应器若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为。流体的混合程度常用、来描述。催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的失活。对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当
2、微孔孔径在约时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用模型来计算。对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度度opt和平衡温度Teq，二者的关系为描述流化床的气泡两相模型，以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度Umf通过，而其余部分则全部以气泡的形式通过。描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为相为平推流，而对相则有种种不同的流型。多相反应过程是指同时存在相_态_的_反应系统所进行的反应过程。单.项选择一级连串反应Topt在全混流釜式反应器中进
3、行，使目的产物浓度最大时的最优空时Oln(K/K)21KK21ln(K/K)12KK2B.1ln(K/K)21KKC1C2.全混流反应器的容积效率n小于时0，且随着A的增大而减小,此时该反应的反应级数多相反应过程是指同时存在相_态_的_反应系统所进行的反应过程。多相反应过程是指同时存在相_态_的_反应系统所进行的反应过程。当反应级数时_，_微_观_流体具有比宏观流体高的出口转化率。轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与无_关_。_示踪剂的种类示踪剂的输入方式管内的流动状态检测位置对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用装_置_。填料塔喷洒塔鼓泡塔搅拌釜k
4、Cmd催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dtdi，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，为_不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是。_粒子与流体间有温度差粒子与流体间无温度差床层径向有温度梯度床层轴向有温度梯度不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是。_粒子与流体间有浓度差粒子与流体间无浓度差床层径向有温度梯度床层径向有浓度梯度下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第II级模型的特点_各参数均为恒值参数值不随床高而变参数值与气泡大小无关参数值与气泡大小有关流化床反应器中的操作气速U0是根据具体情况定的，一般取流化数U0Umf在范围内。简答题简述等温恒容平
5、推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？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？简述气液反应的宏观过程：（）（）f产物（）？简述固定床反应器的优缺点？简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？简述双膜理论？计算题醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：CHCOOHCH=COHOCHCOOHCHCO322342已知在C时4.65sk2=3.74sJ，试计算：）的醋酸反应掉的时间；分）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。（分）有一级不可逆反应fp在5时反应速率常数为，今拟在一个容积为的釜式反应器中进行，若最终转化率为XA二0.95，设该反应的处理量为，今若改用
6、两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？CHk、CHClk、CHCl6617653642一a=kCp=kC一kC在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反反应速度dt1；dt12应器内进行这一反应时求目的产物的选择性S，其中匚=l.（h一k2=5（h-1）,Vv=t=1（h）,C=C=0C=lmol/l0P0S0AO。有一个反应器测其方差ct2=112-5min2?t=15min，如果这个反应器可以用等体积多釜串联r=kCC模型来描述，并在这个反应器中进行液相反应f,已知rA=ACB，CA0=CB0=皿01，k=11/ml-min，求反应器的出口转化率？用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置
7、中的脉冲实验，已知C2=8.971，壬2=6.187,k=0.15求）推算模型参数；（分）推算一级不可逆等温反应的出口转化率。（2分）化学反应工程期末自测试卷答案化学反应的工程问题（RT）（a+）浓度、温度平推流平均停留时间、反应时间、空时微观流体调匀度、流体的混合态物理、化学eqopteqopt拟均相一维RlEln2E-EE211U-U0mf气、乳两个或更多空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。（分）反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。（分）停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。（分）由于平推流反应器内
8、物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。（分）阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，（分）在某瞬间将流入系统的流体切换为含有C示踪剂且浓度为A0的流体，（分）同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出F（t）丨口处测出出口流体中示踪剂的浓度随时间的变化。（分）对应的曲线为（），A0。（分）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；分）反应物气相组分从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；分）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；分）气相产物向气相主体扩散。分凡是流体通过不动的固体物料所形
9、成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。（分）催化剂在床层内不易磨损；（分）2）床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力；（分）固定床中的传热较差；（分）催化剂的更换必须停产进行。（分）1以的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流动速度通过，而其余部分以（）则全部以气泡的形式通过；分）床层从流化前的高度增高到流化时的高度，完全是由于气泡的体积所造成；分3）气泡相为向上的平推流，大小均一；分4）反应完全在乳相中进行；分）气泡与乳相间的交换量为穿流量与扩散量之和。分该模型设想在气液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜，
10、（分）而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主体内组成均一，不存在传质阻力（分）。组分是通过在气膜和液膜内的稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡（分）。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双膜分子扩散过程的叠加（分），相间传质总阻力等于传质阻力的加和（分）。C解：设在时间时乙烯酮和甲烷的浓度分别为和，初始为A0，则dX=k(C-x-y)dt1A0dy=k(C-x-y)dt2A0d(X+y)=(k,k)(Cxy)相加得dt12A0d(X+y)=(k+k)dt将其积分CA0(X+y)12ClnA0=(k,k)tC(x，y
11、)12A01)当转化率为99时%x,y=0.99CA01分分分分分分 分 分分t二In=0.549s4.65,3.7410.99dxS=)瞬时选择性为Pdyxk4.65=1=积分得yk23.74xS=-=55.4%y解：由于两等体积釜串联，则T=T12C=A0A,N(1+kT)Ni(1+kT)2iCA0CA2CC.A0A2=1一CA0A2CA0=0.95日口(1,kT)2=20t=1.006h即ii 分 分 分 分分V解：解：ti,Vtv1.006x1.821.83m3ivii0由v0V2V3.66m3反应器的总容积为ittttt1/2t0.5h等容积釜串联应有121对第二个全混流反应器作物料
12、衡算V(CC)kCV0A1A2CA11kt12V(CC)V(kCkCA221A2KC1A0(1K)2(1K)121CA2A22CA0(1K)21分分分分kt0.512分对于0A1CP2CA2CP2.CS2CP2:CS2C2t-t22P2KC1A0(1K)(1K)22分Kkt0.25222分(1+0.5-0.44呢刃分0.50.5(10.5)2(10.25)(10.5)(l0.25)21-(0.4440.391)0.165mol/l0.39103912.370.165晋0.5分分分分分t则每个反应器的停留时间为对第一个釜进行物料衡算CC(r)tCkC2tA0A1A11A1A11整理得7.5CiCA1-10解得CA10.30mOl/1同理对第二个釜进行物料衡算CC(r)tCkC2tA1A2A22A2A22解得CA2小物01CCX_A0A2ACA0157.5min210144.85.6%分分分分分分分1解：c28.971C2,126.18720.2344.27xA1kt1(1+N)N0.566分分分分
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