化學反應工程試題及答案

時間：2024-09-21 11:30:48 偲穎期末試題我要投稿

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化學反應工程試題及答案

　　在學習、工作中，我們或多或少都會接觸到試題，試題是考核某種技能水平的標準。你所了解的試題是什么樣的呢？以下是小編精心整理的化學反應工程試題及答案，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。

化學反應工程試題及答案

　　試題及答案1：

　　一、選擇題(每題2分，共10分)

　　1、可逆放熱反應，在轉化率一定時，反應速率隨溫度升高而

　　A、降低 B、升高 C、A、B均可能 D、同可逆吸熱反應 2、對于A → P (主)， A → B(副)的平行反應，若反應級數α主>α副，在相同的操作條件和反應時間下，下列各種反應器所得轉化率判斷中正確的是 A、CSTR>PFR B、CSTR

　　C、PFR<間歇反應器 pfr="">多級CSTR串聯 3、平推流反應器的Pe、N、σθ2值分別為

　　A、0、0、1 B、∞、0、0 C、0、∞、0 D、∞、∞、0

　　4、對于轉化率與反應速率存在極大值的動力學關系，采用下列何種型式的反應器可能使得所需反應體積最小

　　A、PFR B、PFR后串接一個CSTR C、CSTR D、CSTR后串接一個PFR

　　5、在相同反應體積時，保持其它操作條件亦相同，對于正常動力學，則：

　　A、(XA)PFR>(XA)兩個CSTR串聯>(XA)單個CSTR B、(XA)單個CSTR> (XA)兩個CSTR串聯>(XA)PFR C、(XA)PFR>(XA)單個CSTR>(XA)兩個CSTR串聯 D、(XA)PFR =(XA)單個CSTR =(XA)兩個CSTR串聯

　　本題答案

　　1、C， 2、A ， 3、D ， 4、D ， 5、A

　　二、討論題(10分)

　　一間歇釜式反應器中進行一級不可逆反應，在相同的操作時間下采用大釜比用小釜所達到的轉化率要高。這種說法是否正確?

　　答：這種說法不正確。 4分要點：由于操作時間相同，由t=1/kln(1/(1-xA))(一級反應)知，反應的轉化率與反應器的體積無關，只與反應時間有關。 6分

　　三、計算題

　　1、有一級不可逆反應A → P，在85℃時反應速率常數為3、45×10-2 min-1，若日產400Kg的產品P,A和P的密度均為1、25Kg/l,今擬在一容積為10m3的間歇釜式反應器中進行，若輔助操作時間為0、5 h,最終轉化率為95%，求:①每批操作所需反應時間?②若裝填系數為0、75，求反應器的體積?(20分) 解： ① t=CA0 =

　　dXAdXA11

　　CA0lnrAkCA0(1XA)k1XA

　　XAf

　　ln() 2

　　10、953、4510

　　=86、8 min =1、45 h (10分) ② 每批產量：400×24/(t0+t)=400×24/(0、5 + 1、45)= 4923 Kg

　　每批物料的投放量：

　　Q0= 4923/1、25/95%=4146 l =4、146 m3

　　反應器的實際體積VR= 4、146/0、75 = 5、528m3 (10分) 2、某二級液相反應A + B C ，CA0=CB0 =1、0 mol/m3 ，rA= 1、0×10-2CACB(mol/m3、s)采用兩釜串聯操作，VR1=VR2 =2 m3 ，Q0=0、01 m3/S，求最終的轉化率。解：

　　VR1= Q0 CA0 (XA1-XA0 ) = Q0 CA0 XA1 rA1 k CA0 (1-XA1) 因為: CA0= CB0, vA =vB

　　代入已知數據得：XA1=0、5 (10分) 同理：

　　VR2= Q0 CA0 (XA2-XA1 ) = Q0 CA0 (XA2-0、5) rA1 k CA0 (1-XA2)

　　解得：XA2=0、634 (10分)

　　3、有如下平行反應

　　A + B → P (主反應) A + B → S (副反應)

　　其動力學方程為：rP=k1CACB0、3，rS=k2CA0、5CB1、8(mol/m3、s)，已知：k1=k2=1，A和B兩種物料的初濃度：CA0=CB0=1、0mol/l，分別從反應器進口等流量加入，反應轉化率為0、9。

　　①寫出瞬時選擇性與組分A的轉化率關系表達式 ②計算在平推流反應器中的總選擇性 ③計算在全混流反應器中的總選擇性

　　④如采用平推流反應器，為提高選擇性應采取怎樣的加料方式。(20分) 解：

　　四、推導題(10分)

　　對氣-固催化反應A + B = C，其可能的反應機理如下： A + σ

　　Aσ B + σBσ

　　Aσ+ BCσ (控制步驟) Cσσ

　　試導出其速率方程表達式。

　　解：因為第三步為控制步驟，所以其它各反應均達到平衡狀態。

　　則 r=ks、θA、PB、– ks’θC 4分

　　因為1，2，4步達到平衡，所以有θA、= KA、PAθv θB、= KB、PBθv θC、= KC、PCθv

　　又：θA +θb+θv+θc =1

　　解得θA=KAPA/(1+ KAPA + KBPB + KCPC)

　　θC=KCPC/(1+ KAPA + KBPB + KCPC) 4分將之代入前面方程得

　　r= K1PAPB-K2PC 1+ KAPA + KBPB + KCPC

　　其中： K1=KS KA K2=KS’KC 2分

　　試題及答案2：

　　題目：全混流連續操作反應器，反應器內溫度、濃度處處均勻一致，故所有物料粒子在反應器內的停留時間

　　相同。正確答案：錯

　　題目：化工生產中應用于均相反應過程的化學反應器主要有(釜式)反應器和(管式)反應器。、(攪拌器)、(密封裝置)和(換熱裝置)等。題目：釜式反應器的基本結構主要包括反應器(殼體)

　　題目：手孔或人孔的安設是為了檢查(內部空間)以及安裝和拆卸設備(內部構件)。

　　題目：釜式反應器中夾套式換熱器適用于傳熱面積(較小)，傳熱介質壓力(較低)的情況。題目：基元反應的級數即為化學反應式的(計量系數)，對非基元反應的級數通過(實驗)確定。題目：反應物能同時分別進行兩個或多個獨立的反應，稱(平行反應)。當初始反應物所生成的產物能進一步反應生成次級產物時，稱(連串反應)。

　　題目：單一反應利用(轉化率)可以確定反應物轉化量與產物生成量之間的關系。

　　題目：間歇反應，只要CAO相同，無論處理量多少，達一定(轉化率)每批所需的(反應時間)相同。，平推流反應器題目：對同一反應在相同條件下，達到相同轉化率，全混釜反應器所需有效體積(最大)，多釜串聯全混釜所需有效體積(介于其間)。所需有效體積(最小)1akt)題目：一級不可逆反應，其反應速率方程為(-rA=kCA),反應時間與轉化率的關系為(ln(。題目：復合反應動力學為由兩個以上(化學反應計量式)或(動力學方程式)表示的化學反應過程。

　　題目：間歇釜式反應器有效體積不但與(反應時間)有關，還與(非生產時間)有關。

　　題目：平推流反應器實際體積與有效體積(相同)。推流反應器串聯，總有效體積等于(各串聯反應器有效題目：單個反應器串聯操作能夠提高反應(深度)，全混釜反應器串聯釜數越多，反應器內CA變化越接近(平推流反應器)。體積之和)

　　題目：反應器型式和操作方法的選擇，一是(生產能力)的比較;二是反應(選擇性)的比較。(復合反應) 要重點進行選擇性的比較。

　　題目：相同條件下，用全混流反應器和平推流反應器處理物料，(平推流反應器)所需有效容積小。

　　題目：對于恒容過程，影響容積效率的因素為(反應級數)、(轉化率)。

　　題目：對于恒容過程二級不可逆反應，容積效率和轉化率的關系式為(21xA)

　　題目：反應級數越高，容積效率(越低);轉化率越高，容積效率(越低)。

　　題目：平行反應，提高CA，有利于級數(高)的反應。選擇(平推流)反應器最優。題目：熱穩定性是指反應器本身對(熱擾動)具有自行恢復平衡的能力。題目：實際反應器：物料流動存在一定程度的返混，反應物濃度(降低)，反應速度(降低)，使反應器容積(增大)。題目：非理想流動，各流體微元在反應器內(停留時間)不同。返混越嚴重，流體微元間停留時間差別(越大)。題目：反應溫度恒定時，在反應物料為氣相時主要通過(催化劑)和(反應物料)的加料量來控制反應壓力。

　　題目：化學反應工程是一門以化學(熱力)學和化學(動力)學為基礎、研究化學反應工程問題的學科。題目：(傳遞)過程與反應(動力學)是構成化學反應工程最基本的兩個方面。前者屬于外因，后者屬于內因。

　　題目：化學反應過程按反應特征分類可分為(簡單)反應和(復雜)反應，按熱力學分類分類可分為(可逆)反應和(不可逆)反應。

　　題目：理想流動模型是指(平推流)模型和(全混流)模型。

　　試題及答案3：

　　一、選擇題（本題包括8小題，每小題只一個選項符合是題意，每小題3分，共24分）

　　1、下列變化不屬于化學變化的是

　　A、糧食釀酒 B、鹽酸除銹 C、冰雪融化 D、蠟燭燃燒

　　2、下列說法正確的是

　　A、墻內開花墻外香說明分子在不斷運動

　　B、空氣是由空氣分子構成的

　　C、含有氧元素的化合物都是氧化物

　　D、不同元素最本質的區別是中子數不同

　　3、下列做法不正確的是

　　A、食用霉變的花生

　　B、合理攝入人體必需元素

　　C、使用可降解的塑料餐盒

　　D、用灼燒法鑒別合成纖維和羊毛纖維

　　4、生活中處處有化學。下列說法正確的是

　　A、紙張不可煥燃 B、乙醇汽油屬于混合物

　　C、活性炭可將硬水軟化 D、可用打火機檢查天然氣是否泄漏

　　5、某純凈物X在空氣中完全燃燒，反應的化學方程式為：X+2O2＝＝CO2+2H2O，下列關于X的說法正確的是

　　A、X由碳、氫、氧三種元素組成 B、X的相對分子質量為10

　　C、C中碳、氫元素的質量比為1：4 D、X屬于有機化合物

　　6、以下裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設備能將集氣瓶內壓強精確地記錄并保存下來。用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強－時間（該裝置氣密性良好，P0是集氣瓶內初始氣壓，P、P/分別是反應結束時恢復到室溫時集氣瓶內的氣壓）

　　下列說法正確的是

　　A、燃燒匙內所裝紅磷和木炭的多少對實驗結果無影響

　　B、反應開始時集氣瓶中壓強瞬間變大是由燃燒放熱造成的

　　C、P＝0.79 P0，P/＝P0是因為紅磷的著火點比木炭低

　　D、由可推出空氣中氧氣的含量

　　7、甲、乙、丙、丁均為初中化學常見物質，它們之間的部分轉化關系。下列說法正確的是

　　A、如果丙是碳酸鈉，乙是氫氧化鈉，則甲是硝酸鈉

　　B、若甲、乙、丁都是氧化物，則丙一定是碳酸鈣

　　C、甲、乙、丙、丁之間的轉化可以全部通過復分解反應實現

　　D、若甲、乙、丙、丁均含有同一種元素，且乙可用來滅火，則丙一定是單質碳

　　8、某粗鹽樣品除含有不溶性固體雜質我外，還含有少量的氯化鎂、氯化鈣，硫酸鈉，某化學興趣小組開展如下探究活動：

　　探究一：除去粗鹽中不溶性雜質

　　探究二：從濾液1中提取氯化鈉固體（該探究中，微溶物不沉淀）

　　關于以上探究活動，有下列說法：

　　①試劑甲是碳酸鈉溶液，試劑乙是氯化鋇溶液

　　②濾液1中的溶質一定有氯化鈉，可能有氯化鈣

　　③若向探究二所得的白色濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣不溶解

　　④往濾液4中加適量試劑丙時有中和反應發生

　　以上說法中正確的是

　　A、①③ B、①④ C、②③ D、②④

　　二、非選擇題（本題包括5小題，共26分）

　　28、（4分）氧元素的結構。

　　⑴該元素的原子核內質子數為；在化學反應中該原子

　　容易電子（填“得到”或“失去”）

　　⑵由該元素組成的一種氣體單質能供給呼吸，寫出實驗室制取該氣體的一個化學方程式。

　　29、（4分）t1℃時，將等質量的硝酸鉀和氯化鉀分別加入到各盛有100g水兩個燒杯中，充分攪拌后現象，硝酸鉀和氯化鉀的溶解度曲線。

　　⑴燒杯②中的上層清液是否達到飽和狀態？（填“是”、“否”或“無法判斷”）；⑵燒杯①中溶解的溶質是（寫名稱或化學式）；

　　⑶將t1℃時50g硝酸鉀的飽和溶液稀釋成10%的溶液，需加水 g；

　　⑷關于中燒杯內的物質，下列說法正確的是。

　　A、燒杯①內溶液中溶質的質量分數＞燒杯②內上層清液中溶質的質量分數

　　B、蒸發一定量的水，兩燒杯中都一定有固體析出

　　C、將兩個燒杯中的溶液混合，充分攪拌后，燒杯中一定還有剩余的固體

　　D、將溫度升高到t2℃，兩燒杯內溶液中溶質的質量分數相等（不考慮水的蒸發）

　　30、（6分）一包固體含有鎂粉、碳粉、氧化銅、氫氧化鈉、氯化鉀中的一種或幾種。為探究固體的組成，某化學興趣小組進行了如下所示實驗：

　　請回答下列問題：

　　⑴該實驗中生成白色濾渣乙的化學方程式為；

　　⑵原固體中一定不含有的物質是（寫名稱或化學式均可，下同），證據是；

　　⑶原固體中一定含有的物質是；

　　⑷實驗結束后，該興趣小組將濾液C和濾液D都倒入到廢液缸，有白色沉淀生成，上層清液E為藍色，經檢驗E中不含氯離子，則E中一定含有的溶質是。

　　31、（6分）已知碳酸亞鐵在隔絕空氣的條件下，受熱易分解生成氧化亞鐵和二氧化碳；在空氣中加熱則生成氧化鐵和二氧化碳。某化學興趣小組用的裝置模擬煉鐵過程，并測定某樣品中碳酸亞鐵的含量（該裝置氣密性良好，B中氫氧化鈉溶液足量），實驗過程中，先打開K通入一氧化碳再加熱；裝置A中固體質量不再減少后，停止加熱，待裝置A冷卻到室溫后關閉K。實驗測得裝置A中固體減少了a g，裝置B中液體質量增加了b g。

　　回答下列問題：

　　⑴儀器①的名稱是；

　　⑵寫出裝置A中發生的一個反應的化學方程式；

　　⑶能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據是：裝置B中質量增加且；

　　⑷若生成的二氧化碳全部被裝置B吸收，不考慮水的蒸發且該樣品中所含雜質不參加反應，則a b（填“﹥”“﹦”或“﹤”）；

　　⑸D處為收集尾氣的裝置，應選擇裝置（填“甲”“乙”或“丙”）。

　　32、（6分）某化學興趣小組對胃藥“碳酸氫鈉片”進行了探究，具體做法如下：

　　Ⅰ、取一片胃藥研碎，加水完全溶解得100g溶液；

　　Ⅱ、配制100g 0.365%的稀鹽酸作為模擬胃酸；

　　Ⅲ、取上述一種溶液20g于錐形瓶中，再將另一種溶液逐滴加入錐形瓶內，反應后溶液的pH變化情況。

　　請回答下列問題

　　⑴碳酸氫鈉屬于（填“酸”“堿”或“鹽”）；