1、一、选择1反 应 器 中 等 温 进 行 着 A P(1)和 A R(2)两 个 反 应 , 当 降 低 A 的 浓 度 后 , 发 现 反应 生 成 P 的 量 显 著 降 低 , 而 R 的 生 成 量 略 降 低 , 表 明 (A 反 应 (1)对 A 的 反 应 级 数大 于 反 应 )2.四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值2为(B.0.25)3两个等体积的全混流反应器进行串联操作,反应为一级不可逆,则第一釜的反应速率-rA1 与第二釜的反应速率-r A2 之间的关系为(A-r A1 -rA2)。两釜反应温度相同。4固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活
2、性中心与反应组分的气体分子主要发生(B化学反应)。5包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为(B颗粒密度)6在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种(C. 全混流反应器)。7某液相反应,其反应式可写成 A+CR+C 这种反应称为(B自催化反应)8高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,对于其中的气相和液相的流动常可近似看成(B气、液均为全混流) 二、填空题1一不可逆反应,当反应温度从 25升高到 35时,反应速率增加一倍,则该反应的活化能为 52894 Jmol 。解: molJETRk/528942n)301(31. lln22, 2从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差 98.02
3、,反应器可视为 全混流反应器,又若求得无因次方差 0.2,则反应器可视为活塞流反应器。3有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作,反应为二级不可逆反应 AP,若大釜在先,小釜在后,出口转化率为 xA1,小釜在先、大釜在后,则出口转化率为 xA2,两种情况下,进料流速、进料浓度和反应温度均相同,比较 xA1 和 xA2 的相对大小为 xA1E2,则反应温度应尽可能采用高温或低温?答:为使目的产物 P 的选择性高,应选择:(1)若采用间歇反应釜,其加料方式为 A 一次性加入,B 连续滴加 ;(2)若采用管式反应器,其进料方式为 A 从反应器进口处加入,B 沿管长多处加入 ;(3)若 E1E2,则反
4、应温度应采用 高温 。四、计算题:E(t) /min11.在反应体积为 1 m3 的釜式反应器中,环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇-1,2: 2223HCOHCO该反应对环氧丙烷为一级,对水为零级,反应温度下反应速率常数等于 0.98h-1,原料液中环氧丙烷的浓度为 2.1kmol/m3,环氧丙烷的最终转化率为 90%。(1)若采用间歇操作,辅助时间为 0.65h,则丙二醇-1,2 的日产量是多少?(2)有人建议改在定态下连续操作,其余条件不变,则丙二醇-1,2 的日产量又是多少?(3)为什么这两种操作方式的产量会有不同?解:310,.98,./,0.9rAAAVmkChkmolX(1)
5、一级不可逆反应: hQtxktrf/311)65.03.2()( 3.2ln(ln00丙二醇的浓度=3.9.8/ACXkol丙二醇的产量= f0x /15./日mhkol(2) 采用定态下连续操作 00.1(1).98()Afr QVk所以 Q0=0.109m3/h丙二醇的产量= .25/4.93/日kolhkol(3)因连续釜在低的反应物浓度下操作,反应速率慢,故产量低。2.对一闭式反应器进行停留时间分布实验测定,在 Q300L/min 下,得到 E(t)t 关系如下图所示。由于该图放置已久,纵坐标模糊不清。试根据 E(t)函数性质确定并计算:(1)E(t)(2)F(t)(3)该反应器体积为多少?(4)多级串联模型参数 N 为多少?(5)无因次方差2为多少?0 10 20 t/min答:(1)E(t) -1/200(t-20) (2)F(t) -t 2/400+0.1t (3)V 2 m 3 (4)多级串联模型参数 N 2 (5)无因次方差1