试卷代号：2629 座位☐ 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“开放专科”期末考试 化学反应过程及设备试题 2016年1月 题 号 二 三 四 五 总 分 分 数 得分 评卷人 一、判断题（在括号内填“√”或“×"，每小题1分，共14分） 1.工业反应器的外扩散影响一般可以忽略不计。() 2.化学反应式中的组分可以任意移项。() 3.空时不等于平均停留时间。() 4.串联的釜数越多，则总有效体积越小。() 5.最佳温度下操作，反应的转化率最大。() 6.对外换热式固定床反应器，在管内装填催化剂，壳程通入热载体。() 7.活化能的大小是化学反应进行难易程度的标志。() 8.平推流即反应器内流体呈层流流动。() 9.暂时中毒的催化剂，可以通过适当的方法再生。() 10.反应级数预示反应速率的大小。（) 11.一般地，生成速率为正，消耗速率为负。() 12.极慢速气液相反应发生在液相内的一个面上。() 13.全混流反应器中不存在返混。() 14.流化床颗粒磨损比固定床更严重。() 1376
试卷代号 :2629 座位号rn 国家开放大学(中央广播电视大学)2015 年秋季学期"开放专科"期末考试 化学反应过程及设备 试题 2016 E 四|五|总分| |I I 一、判断题{在括号内填"~ "或 "X" ，每小题 分，共 14 分) 1.工业反应器的外扩散影响一般可以忽略不计。( ) 2. 化学反应式中的组分可以任意移项。( ) 3. 空时不等于平均停留时间。( ) 4. 串联的釜数越多，则总有效体积越小。( ) 5. 最佳温度下操作，反应的转化率最大。( ) 6. 对外换热式固定床反应器，在管内装填催化剂，壳程通入热载体。( 7. 活化能的大小是化学反应进行难易程度的标志。( ) 8. 平推流即反应器内流体呈层流流动。( ) 9. 暂时中毒的催化剂，可以通过适当的方法再生。( ) 10. 反应级数预示反应速率的大小。( 1.一般地，生成速率为正，消耗速率为负。( ) 12. 极慢速气液相反应发生在液相内的一个面上。( ) 13. 全混流反应器中不存在返氓。( ) 14. 流化床颗粒磨损比固定床更严重。( ) 1376
得分 评卷人 二、名词解释（每小题5分，共20分） 15.返混 16.固定床反应器 17.催化剂的空隙率 18.均相反应 得分 评卷人 三、填空题（每空1分，共30分）】 19.单个连续操作釜式反应器、管式反应器和多釜申联反应器中，当完成同样反应任务 时， 反应器所需要的反应器体积最小，而 反应器 需要的体积最大。 20.按照分子碰撞次数，把化学反应分为 反应和 反应。 21.影响反应速率最主要的因素是 和 22.液体在搅拌器的作用下，在设备内对应三种流动形态，即 和 23.催化剂中毒分 和 两种。 24.反应动力学方程是定量描述 和影响 之间的关系的数学方程。 25. 花 统称为气固相反应的表面过程。 26.催化剂表面只吸附一种分子A,则有0十0v= 如果经过一段时间吸附达 平衡后，其净吸附速率r= 27.间歇操作釜式反应器、连续操作釜式反应器、连续操作管式反应器中，属于定态操作 的反应器是 布 ,任一瞬间反应器内各处的组成不同的是 28.多段绝热式固定床反应器内，段间换热有 和 两大类。 1377
|得分|评卷人| |I I 15. 返混 16. 固定床反应器 17. 催化剂的空隙率 18. 均相反应 |得分|评卷人| |I I 二、名词解释{每小题 分，共 20 分} 三、填空题{每空 分，共 30 分} 19. 单个连续操作釜式反应器、管式反应器和多釜串联反应器中，当完成同样反应任务 时， 反应器所需要的反应器体积最小，而 需要的体积最大。 20. 按照分子碰撞次数，把化学反应分为 反应和 1.影响反应速率最主要的因素是 22. 液体在搅拌器的作用下，在设备内对应三种流动形态，即 23. 催化剂中毒分 两种。 反应。 24. 反应动力学方程是定量描述 和影响 之间的关系的数学方程。 25. 一一一一一统称为气固相反应的表面过程。 反应器 26. 催化剂表面只吸附一种分子 ，则有 +8v = 。如果经过一段时间吸附达 平衡后，其净吸附速率 r= 一→一一。 27. 间歇操作釜式反应器、连续操作釜式反应器、连续操作管式反应器中，属于定态操作 的反应器是 一一'任→瞬间反应器内各处的组成不同的是 28. 多段绝热式固定床反应器内，段间换热有 两大类。 1377
29.一般形状系数越大（即越接近圆球体）空隙率越 ;颗粒表面越光滑，空隙率越 :粒度越小，空隙率越；粒度分布越不均匀（即粒径分布越宽）空隙率越 30.工业鼓泡塔反应器通常在两种流动状态下操作，即 区和 区。 31.一级反应所需的反应时间仅与 有关，而与初始浓度无关。 得分 评卷人 四、简答题（每小题8分，共16分） 32.什么是催化剂的饨化？为什么采用钝化？ 33.何为变容过程？以气相反应aA十bB→rR十sS为例，写出用A组分表示的膨胀因子 eA的表达式，并说明其物理意义。 得分 评卷人 五、计算题（每小题10分，共20分） 34.在连续操作釜式反应器进行某一级可逆反应A=B,操作条件下测得化学反应速率 常数为：正反应k1=10h,逆反应k2=2h,在反应物料A中不含B,其进料流量为5m'/h, 当反应的转化率达到50%时，平均停留时间和反应器的有效体积各是多少？ 35.计算半径为1.5毫米，高为8毫米的圆柱形固体粒子的体积相当直径及其形状系数。 1378
29. 一般形状系数越大( RP 越接近圆球体)空隙率越一一一_;颗粒表面越光滑，空隙率越 一一一一;粒度越小，空隙率越一一一一_;粒度分布越不均匀(即粒径分布越宽)空隙率越 30. 工业鼓泡塔反应器通常在两种流动状态下操作，即一一一一一一区和 区。 1.一镀反应所需的反应时间仅与 有关，而与初始浓度无关。 工雪 四、简答题{每小题 分，共 16 分) 32. 什么是催化剂的钝化?为什么采用钝化? 33. 何为变容过程?以气相反应 aA+bB rR+sS 为例，写出用 组分表示的膨胀因子 虹的表达式，并说明其物理意义。 五、计算题{每小题 10 分，共 20 分} 34. 在连续操作釜式反应器进行某一级可逆反应 A=唱，操作条件下测得化学反应速率 常数为:正反应 =10h- ，逆反应 =2h- ，在反应物料 中不含 ，其进料流量为 /h 当反应的转化率达到 50% 时，平均停留时间和反应器的有效体积各是多少? 35. 计算半径为1. 毫米，高为 毫米的圆柱形固体粒子的体积相当直径及其形状系数。 1378
试卷代号：2629 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“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) 2016年1月 一、判断题（在括号内填“√”或“X”,每小题1分，共14分） 1./ 2.× 3./ 4./ 5.X 6.√ 7. 8.× 9./ 10.× 11.× 12.× 13.× 14./ 二、名词解释（每小题5分，共20分） 15.返混是物料在时间上的逆向混合，是不同停留时间的流体在反应器空间某处发生的 混合。 16.流体通过静止的固体物料所形成的床层并进行反应的装置称为固定床反应器。 17.催化剂的空隙率是指催化剂颗粒的微孔体积占整个催化剂颗粒体积的分率。 18.均相反应是指在均一的液相或气相中进行的反应。 三、填空题（每空1分，共30分） 19.管式 单个连续操作釜式 20.基元 。非基元 21.温度 浓度 22.轴向流 径向流 切线流 23.永久性中毒 暂时性中毒 24.反应速率 反应速率各因素 25.吸附 表面化学反应脱附 26.10 27.连续操作釜式反应器 管式反应器 间歇操作釜式反应器 28.间接换热式 直接（冷激）换热式 1379
试卷代号 :2629 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年秋季学期"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) 2016 一、判断题{在括号内填"~"或 "x" .每小题 分，共 14 分) 1..J 6. .J 11. X 2. X 7. .J 12. X 二、名词解释{每小题 分，共 20 分) 3. 飞/ 8. X 13. X 4. .J 9. .J 14. .J 5. X 10. X 15. 返混是物料在时间上的逆向混合，是不同停留时间的流体在反应器空间某处发生的 ?昆合。 16. 流体通过静止的固体物料所形成的床层并进行反应的装置称为固定床反应器。 17. 催化剂的空隙率是指催化剂颗粒的微孔体积占整个催化剂颗粒体积的分率。 18. 均相反应是指在均一的液相或气相中进行的反应。 三、填空题{每空 分，共 30 分) 19. 管式 单个连续操作釜式 20. 基元 非基元 1.温度 浓度 22. 轴向流 径向流 切线流 23. 永久性中毒 暂时性中毒 24. 反应速率 反应速率各因素 25. 吸附 表面化学反应 脱附 26. 1 0 27. 连续操作釜式反应器 管式反应器 间歇操作釜式反应器 28. 间接换热式 直接〈冷激)换热式 1379
29.小小小小 30.安静 湍动 31.转化率 四、简答题（每小题8分，共16分） 32.催化剂的钝化就是用含一定氧气的气体，使催化剂表面的金属氧化成一层致密的金 属氧化物保护膜，以阻止催化剂内部的金属和空气里的氧气直接接触，避免燃烧反应。 钝化的原因：当对反应器检修时，就需要卸出催化剂。为了防止还原后催化剂中的金属和 氧气直接接触而发生剧烈燃烧，需要在卸出前进行钝化处理。 33.对于气相反应，当系统压力基本不变而反应前后总物质的量（摩尔数）发生变化时，就 意味着反应前后体积发生了变化，这就是变容过程。 eA=r+)-(a十b) 含义：系统中每有1摩尔A组分发生反应，引起系统总物质的量的变化量为emol。 EA>0称为体积增大的反应；EA<0称为体积减小的反应； eA=0称为体积不变的反应即恒容过程。 五、计算题（每小题10分，共20分） 34.解： 正反应的速率：rE=k1cA=10cA=10cM(1一xAy) (2分) 逆反应的速率：T建=k2cB=2CB=2cAxW (2分) 总速率为：(-rA)=r正一r速=10cao(1一xAM)一2 CAOEAS (2分) 平均停留时间：r=芒兴-10e心1-2-2c010-2x0.5=0.125h(2分》 CAO IAI 0.5 反应器的有效体积：VR=V。x=5×0.125=0.625m (2分) 35.解： 体积相当直径：dv=(6Vp/x)3=6X1.5Xπ×8/x=4.76mm (5分) 形状系数：球形的外表面积As=dv2 r×4.762 g=2×1.5×r+2X1.5XxX8=0.8 (5分) 1380
29. 小小小小 30. 安静 揣动 1.转化率 四、筒答题{每小题 分，共 16 分) 32. 催化剂的钝化就是用含一定氧气的气体，使催化剂表面的金属氧化成一层致密的金 属氧化物保护膜，以阻止催化剂内部的金属和空气里的氧气直接接触，避免燃烧反应。 钝化的原因 当对反应器检修时，就需要卸出催化剂。为了防止还原后催化剂中的金属和 氧气直接接触而发生剧烈燃烧，需要在卸出前进行钝化处理。 33. 对于气相反应，当系统压力基本不变而反应前后总物质的量(摩尔数)发生变化时，就 意味着反应前后体积发生了变化，这就是变容过程。 (r s) (a +b) êA = a 含义:系统中每有 摩尔 组分发生反应，引起系统总物质的量的变化量为 Amol. A >0 称为体积增大的反应; êA < 52 XπX 8/π=4. 76mm 形状系数:球形的外表面积 As= 2 πX 4. 76 2 =0.8 cps = 2 X 1. 52 Xπ+2X 1. 5XπX8 1380 (5 分) (5 分〉