试卷代号：2629 座位号■■ 中央广播电视大学2013一2014学年度第一学期“开放专科”期末考试 化学反应过程及设备 试题 2014年1月 题 号 二 三 四 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、填空题（每空1分，共30分）】 1.复杂反应可分为 和 四类。 2.按照分子碰撞次数的不同，化学反应可分为 和 3.反应级数是指 4.对于单个的流体元，从流体元进入反应器开始计时直到离开反应器为止所经历的时间 称为该流体元的 5.按照返混程度的不同，可以把反应器内的流体流动归纳为 和 三种模型。 6.釜式反应器常用的传热方式有 和 两种方式。 7.催化反应过程可以分为 和 两种。 8.化学反应在一定的反应条件下，加入催化剂，反应的平衡常数 9.催化剂的活化是指 10.在化学反应过程中，数学模型主要包括的内容有 和 2372
试卷代号 :2629 座位号 中央广播电视大学 2013-2014 学年度第一学期"开放专科"期末考试 化学反应过程及设备 试题 |题号 1-1 二|三|四|总分| |分数 I I I I I 一、填空题(每空 分，共 30 分) 1.复杂反应可分为 四类。 2. 按照分子碰撞次数的不同，化学反应可分为 3. 反应级数是指 2014 4. 对于单个的流体元，从流体元进入反应器开始计时直到离开反应器为止所经历的时间 称为该流体元的 5. 按照返 昆程度的不同，可以把反应器内的流体流动归纳为 三种模型。 6. 釜式反应器常用的传热方式有一一一一一和一--一-两种方式。 7. 催化反应过程可以分为 两种。 8. 化学反应在一定的反应条件下，加入催化剂，反应的平衡常数 9. 催化剂的活化是指 10. 在化学反应过程中，数学模型主要包括的内容有 2372
11.为了达到反应釜快速开车的目的，应该 进料的温度， 进料的流量。 (填“提高”或“降低”) 12.固定床反应器可分为 和 两类。 13.流化床反应器按床层外形可分为 和 14.对于复杂反应，只用转化率反映过程的经济性是不够的，还必须用选择性来表示，选择 率一般有 和 之分。 得 分 评卷人 二、判断题（在括号内填“√/”或“×”，每小题2分，共20分） 1.一般情况下，全程转化率是大于单程转化率的。() 2.化学计量方程式中的各项是可以任意移项的。() 3.对于均相反应，生成速率为正，消耗速率为负。() 4.间歇反应器的优点是结构简单、温度容易控制，适用于单品种、小批量生产。(） 5.催化剂一定能加快反应速度。() 6.内部相利用率？类似于气固相反应催化剂颗粒的有效因子。() 7.返混是物料时间上的逆向混合。( 8.在平推流反应器中，物料完全返混，即返混无穷大。() 9.对同一催化剂来讲：P,>ps>pr( 10.紧密填充固定床的床层空隙率高于疏松填充固定床。(） 得 分 评卷人 三、简答题（每小题6分，共30分） 1.催化剂失活的类型有哪些？在连续流动反应器中，工程上通常采用哪些方法来解决催 化剂的失活问题？ 2.一级反应的特点是什么？ 3.理想吸附模型的假设是什么？ 4.电化学反应器具有哪些基本特征？ 5.双膜理论的假设是什么？ 2373
1.为了达到反应釜快速开车的目的，应该 (填"提高"或"降低") 12. 国定床反应器可分为 13. 流化床反应器按床层外形可分为 进料的温度， 进料的流量。 两类。 14. 对于复杂反应，只用转化率反映过程的经济性是不够的，还必须用选择性来表示，选择 率一般有 之分。 二、判断题{在括号内填 1.一般情况下，全程转化率是大于单程转化率的。( ) 2. 化学计量方程式中的各项是可以任意移项的。( ) 3. 对于均相反应，生成速率为正，消超速率为负。( ) 4. 间歇反应器的优点是结构简单、温度容易控制，适用于单品种、小批量生产。( ) 5. 催化剂一定能加快反应速度。( ) 6. 内部相利用率可类似于气固相反应催化剂颗粒的有效因子。( ) 7. 返?昆是物料时间上的逆向混合。( ) 8. 在平推流反应器中，物料完全返混，即返混元穷大。( ) 9. 对同一催化剂来讲 :ρ '>PB>PP( ) 10. 紧密填充固定床的床层空隙率高于疏松填充固定床。( ) 三、简答题(每小题 分，共 30 分) 1.催化剂失活的类型有哪些?在连续流动反应器中，工程上通常采用哪些方法来解决催 化剂的失活问题? 2. 一级反应的特点是什么? 3. 理想吸附模型的假设是什么? 4. 电化学反应器具有哪些基本特征? 5. 双膜理论的假设是什么? 2373
得 分 评卷人 四、计算题（每小题10分，共20分） 1.在间歇反应器中进行等温二级反应A→B,反应速率方程为： (-rw)=0.01C%mol/(L·s),当Co为5mol/L时，求反应到CA=0.01mol/L所需要的 时间，此时A的转化率为多少？ 2.某二级液相反应A十B→C,已知，c=co在管式反应器中进行，当达到xA=O.99时， 需反应的时间为10min,问：如果反应在全混流反应器中进行，要达到相同的转化率需要的时 间是多少？ 2374
|得分|评卷人| |I I 四、计算题{每小题 10 分，共 20 分} 1.在间歇反应器中进行等温二级反应 一→ ，反应速率方程为: (-rA) =0. 01Cimol!(L .吟，当 AO 5mol! 时，求反应到 =0. 01mol! 所需要的 时间，此时 的转化率为多少? 2. 某二级液相反应 A+B ，已知， CAO =CBQ 在管式反应器中进行，当达到 xA=0.99 时， 需反应的时间为 10min ，问:如果反应在全混流反应器中进行，要达到相同的转化率需要的时 间是多少? 2374
试卷代号：2629 中央广播电视大学2013一2014学年度第一学期“开放专科”期末考试 化学反应过程及设备试题答案及评分标准 (供参考) 2014年1月 一、填空题（每空1分，共30分） 1.可逆反应 平行反应 连串反应 自催化反应 2.基元反应 非基元反应 3.动力学方程中浓度项的幂数 4.停留时间 5.平推流模型 全混流模型 部分返混模型 6.夹套 蛇管 7.均相 非均相 8.不变 9.使催化能力低或者是反应时间长后催化剂缺失了性能，让它再具备催化功能的过程 10.动力学方程式 物料衡算式 热量衡算式 动量衡算式参数计算式 11.提高降低 12.绝热式 换热式 13.圆筒形流化床 圆锥形流化床 14.平均选择率 瞬时选择率 二、判断题（在括号内填“/”或“×”，每小题2分，共20分）】 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.J 7./ 8.X 9.X 10.× 三、简答题（每小题6分，共30分）】 1.答：催化剂的失活传统上可分为三类：老化、结焦和中毒。 工程上通常采用3种方法来解决催化剂的失活问题，即：温度一时间互补法、移动床反 应器、提升管反应器。 2.答：反应速率方程应遵守下式： r=一dc/dt=kc式中，K为反应速度常数」 一级反应的特点是lc一t图为一直线：反应所需的时间仅与转化率有关，而与初始浓度 无关。 2375
试卷代号 :2629 中央广播电视大学 2013-2014 学年度第一学期"开放专科"期末考试 化学反应过程及设备 试题答案及评分标准 (供参考) 2014 一、填空题{每空 分，共 30 分) 1.可逆反应 平行反应 连串反应 自催化反应 2. 基元反应 非基元反应 3. 动力学方程中浓度项的事数 4. 停留时间 5. 平推流模型 全混流模型 部分返混模型 6. 夹套 蛇管 7. 均相 非均相 8. 不变 9. 使催化能力低或者是反应时间长后催化剂缺失了性能，让它再具备催化功能的过程 10. 动力学方程式 物料衡算式 热量衡算式 动量衡算式 参数计算式 1.提高 降低 12. 绝热式 换热式 13. 困筒形流化床 圆锥形流化床 14. 平均选择率 瞬时选择率 二、判断题(在括号内填"飞j" "X" ，每小题 分，共 20 分} 1. X 6. .J 2. .J 7. .J 三、简答题{每小题 分，共 30 分} 3. X 8. X 4. X 9. X 1.答:催化剂的失活传统上可分为三类 老化、结焦和中毒。 5. X 10. X 工程上通常采用 种方法来解决催化剂的失活问题，即 温度一一时间互补法、移动床反 应器、提升管反应器。 2. 答:反应速率方程应遵守下式 r=-dc/dt=kc 式中 .K 为反应速度常数。 一级反应的特点是 lnc 图为一直线 反应所需的时间仅与转化率有关，而与初始浓度 无关。 2375
3.答：①催化剂表面活性中心分布均匀，各处的吸附能力相等： ②吸附的活化能和脱附的活化能与吸附的程度无关； ③每个活性中心只吸附一个分子，属于单层吸附； ④被吸附分子之间无作用力，也不影响空位对其他分子的吸附。 4.答：基本特征有： (1)都由两个电极和电解质构成。 (2)都可归入两个类别，即由外部输入电能，在电极和电解液界面上促成电化学反应的电 解反应器，以及在电极和电解质界面上自发地发生电化学反应产生电能的化学电源反应器。 (3)反应器中发生的主要过程是电化学反应，并包括电荷、质量、热量、动量4种传递过程， 服从电化学热力学、电极过程动力学及传递过程的基本规律。 (4)它是一种特殊的化学反应器。 5.答：双膜理论的基本假设有： (1)气液两相存在一个稳定的相界面，且界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流， 溶质以分子扩散的方式通过气膜和液膜。 (2)相界面处两相达到平衡，无扩散阻力。 (3)有效膜以外主体中充分淄动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。 四、计算题（每小题10分，共20分） 1.解：对于二级反应，反应时间计算式为： (2分) 变形得到：=（侵一之） 代人数据求得t=9980s (3分) 此时A的转化率为：X=C0-C=5-0.01=99.8% CAo 5 (5分) 2.解：由于初始浓度相同，因而，二级反应的动力学方程可写为： (-rA)=kch=kcio (1-xA)2 (2分) 修式反应器：一×产即10-女×28器 (4分) 全混流反应器：=岂务即t=岂会-k0心89 0.99 求得：x=1000min (4分) 2376
3. 答:①催化剂表面活性中心分布均匀，各处的吸附能力相等 .②吸附的活化能和脱附的活化能与吸附的程度无关; ③每个活性中心只吸附一个分子，属于单层吸附; ④被吸附分子之间无作用力，也不影响空位对其他分子的吸附。 4. 答:基本特征有: (1)都由两个电极和电解质构成。 (2) 都可归人两个类别，即由外部输入电能，在电极和电解液界面上促成电化学反应的电 解反应器，以及在电极和电解质界面上自发地发生电化学反应产生电能的化学电源反应器。 (3) 反应器中发生的主要过程是电化学反应，并包括电荷、质量、热量、动量 种传递过程， 服从电化学热力学、电极过程动力学及传递过程的基本规律。 (4) 它是一种特殊的化学反应器。 5. 答:双膜理论的基本假设有: (1)气液两相存在一个稳定的相界面，且界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流， 榕质以分子扩散的方式通过气膜和液膜。 (2) 相界面处两相达到平衡，无扩散阻力。 (3) 有效膜以外主体中充分揣动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。 四、计算题(每小题 10 分，共 20 分) 1.解:对于二级反应，反应时间计算式为: krc 1 , 1 1 变形得到 :t= 一(一一一一) k A 'CA CAO 代人数据求得 t=9980s 。一 0.01 ^^ nn/ 此时 的转化率为 :X 一节一一=一t"一 =99.8% ./AO v 2. 解:由于初始浓度相同，因而，二级反应的动力学方程可写为: (-rA) =kc~ =kcio (1 -XA)2 1 " XA ~". _ 1" O. 99 管式反应器 :τ=:---=-- 一」一即 10= ~X 一→一一 kCAO "1-XA~'" ~~ kCAO" 1-0. 99 全混流反应器 :τ= 王业主 =王业主主--一 0.99 (-r .• ，) τ(-rA) kCAO (1一 0.99)2 (2 分) (3 分) (5 分) (2 分) (4 分) 求得 :τ=1000min (4 分) 2376