陜西科技大學(xué)試題課程

化學(xué)反應(yīng)工程（

A卷）

班級學(xué)號

姓名題號

一二三

四五

六七

八九

十

總分得分閱卷人一、（15分）某液相反應(yīng)陪同著不希望的副反應(yīng)發(fā)生k1dCP0.61.2A+BPdtk1CACBA+Bk2dC2.00.2Q2ABQdt其中：P為目的產(chǎn)物，Q為副產(chǎn)物。1、（10分）從有利于目的產(chǎn)物生成的見解，將以下接觸方式按從優(yōu)到劣的順序重新進行排列，并簡述其原由。ABABAABB2、（5分）若k1=k2,CA0=CB0。試寫出P瞬時選擇性SP的計算式二、假定氣-固相催化反應(yīng)為由以下基元步驟組成AAAASABDS若A吸附為速率控制步驟，試推導(dǎo)反應(yīng)速率方程②若該反應(yīng)在等溫平推流反應(yīng)器中進行，操作壓力為0.1MPa，反應(yīng)物A、B的加料比吻合化學(xué)計量系數(shù)，催化劑床層壓強降可以忽略，試求當A轉(zhuǎn)變率為0.8時，各組分的分壓。三、實驗測得體積為1.0m3反應(yīng)器的停留時間分布統(tǒng)計特色值為：22t0.5st1.0s①擬采用多釜串通模型描述該反應(yīng)器，試求模型參數(shù)。②若用軸向擴散模型描述該反應(yīng)器，試求模型參數(shù)③在兩個反應(yīng)器中，進行A的液相反應(yīng)2ABrB0.5CAmolm3sADrD2.0CAmolm3s反應(yīng)條件下，純A進料，進料得體積為1.0m3s，試求A的轉(zhuǎn)變率和B的收率。四、在直徑為0.5m固定床反應(yīng)器中等溫進行一級不可以逆氣-固催化反應(yīng)AP。原料液的流量為0.5m3h，假定反應(yīng)物在反應(yīng)器中呈平推流，反應(yīng)溫度下的本征反應(yīng)速率常數(shù)為2.0103m3kgs。若采用直徑為5mm的球形催化劑，內(nèi)擴散有效擴散系數(shù)1.010-6m2s，催化劑顆粒密度為1.8103kgm3，催化劑床層高度為3.0m，積聚密度為1.0103kgm3，外擴散的影響可以忽略。試計算：①催化劑的內(nèi)擴散有效因子②反應(yīng)器出口處A的轉(zhuǎn)變率③以A的濃度CA為縱坐標，徑向距離r為橫坐標，繪制出催化劑顆粒內(nèi)的濃度分布表示圖。xee

xx五、氣體A與液體B，可按擬一級反應(yīng)對待，已知以下情況，k,kL,DAL和值。k(s1)()52s)kLcmsDAL10(cm15000.0011.54020.5401.540試求兩種情況下和值，并進行談?wù)摗；瘜W(xué)反應(yīng)工程答案及評分標準03級A卷）一、（12分）由瞬時選擇性可知：Sp1當CA濃度降低，CB濃度高升可提高k2CA1.4CB1.01k1Sp值。①2431（繪出序次圖）②Sp111CA0.04(1xA)0.41CA0.4二、（每題10分共20分）①已知A的吸附為速率控制，由此寫出反應(yīng)速率rAkApAVkAA第二步反應(yīng)達到化學(xué)平衡，則有：rskspBAkSpDV0AV1聯(lián)立求解后兩式：pDAKSpBV11KSpBpD1式中：KS

KSpBksks將上兩式代入由速率控制步驟寫出的反應(yīng)速率表達式得：kspApDKpBrrApD1KSpB式中：KKAKSKAkAkApi0ipA0xA②piA1yA0AxA由題知A1則：pApB0.050.05xA0.01667MPa10.5xApD0.05xA0.00667MPa10.5xA三、(30分)22①因為多釜串通模型t0.5t2所以串通釜數(shù)N122②軸向擴散模型222ePe)Pe2(1Pe試差得：Pe2.557③由化學(xué)反應(yīng)式知A的耗資速率2rBrD3.0CA用多釜串通模型計算時，可以列出1.0P120.5s2Q0對于一級不可以逆反應(yīng)有以下的多釜串通模型方程1111N11211P0.51xAf31xAfk解之得：xAf0.84因為YB2CBCA0對于A和B兩組分分別列在全混流反應(yīng)器中的設(shè)計方程：第一個CSTR：CA0xA1CA0xA113.0CA0(1xA1)ACB10.5CA0yB1B10.5CA0(1xA1)得：yB11xA13第二個CSTR:CA0(xA0xA1)CA0(xA0xA1)23.0CA0(1xAf)A2CB1CB10.5CA0(yB2yB1)B20.5CA0(1xAf)解之得：yB21xAf3故當A的轉(zhuǎn)變率為：0.84時，B的收率為：0.28四、（22分）①第一將反應(yīng)速率常數(shù)進行轉(zhuǎn)變kpkwp2.01031.8103=3．6S-1Rkp51033.61.583De321.0106內(nèi)擴散有效因子1[1.1]0.5tanh33②反應(yīng)體積：VrArH3.00.524催化劑質(zhì)量：wVrp1.01031.180.59Kg列出反應(yīng)器的設(shè)計方程：dxAd(wFA0

)

(

A)

0.52.010

3CA0(1

xA)將已知量代入后dxA2.0103(1xA)d(w)解之得ln(1)1.181xA所以xA0.69③以A的濃度CA為縱坐標，徑向距離r為橫坐標，繪制出催化劑顆粒內(nèi)的濃度分布表示圖以下：五、（16分）①由MkDALkL所以M150