一、填空（40分）
（1）气相反应A＋3B→2C，则δA= δΒ= 。
（2）反应速率常数有时可以表为rA??dCA,前提是 。 dt（3）空间速度是指 ___________ ，
空间时间是指 __________。
（4） 反应具有最佳温度曲线，
最佳温度曲线是指 __________ 。
（5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为4.0克／cm的材料制成。
则其孔容积Vg = ,孔隙率θ = 假密度ρ = 。
2（6）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差???0.218，如果采用扩散模型，则
3
Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______
（7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、
及＿＿＿＿扩散等多种形式。。
（8） 复合反应ALM
rL?2CArM?2C2A ，进料CA0＝1mol/L, 反应进行至，
xA?0.5时, 瞬时选择性sL = 。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由
于内扩散的影响，选择性会 。
t（9）
?E(t)dt?
0 ,F(?)?
，
F(0)?
。
（10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系：
外扩散和化学动力学控制时ζ 1，Φ 值较 ； 内扩散强烈影响时ζ 1，Φ值较 。
（11）CO中温变换反应器属于固定床里的 反应器。固定床按气体流动方向，
可以分为 和 反应器。
（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知kL=104m/s, DL=1.5×109m2/s,
则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在 ，工业上可选用 反应器或 反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在 ，工业上可选用 或 反应器。
－
＝
（13）对于平行反应A＋BLM
2rL?1.0CACB，L为主产物，则适 2rA?2.0CACB宜的操作条件对CA和CB的要求是 。 （14） 返混是指
（15）测定停留时间分布最常用的示踪剂注入方法有 法和 法。 二、 简答题（20分）
（1） 简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。 （2） 根据缩芯模型，描述H2S和ZnO反应的宏观步骤。
（3） 对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明
式中各参数的含义）。
（4）
对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参数的含义）。
三、 计算题（每题10分，共40分。）
（1） 乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成
（摩尔比）：C2H4： 15%, O2 ：7%,CO2 ：10%,其余为Ar 、N2；出反应器气体
中现已知：C2H4 ：13.1%,O2 ：4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性及收率。（
C2H4?0.5O2?C2H4OC2H4?3O2?2CO2?2H2OC4H8）
（2） 丁烯制丁二烯
C4H6＋H2，已知反应的步骤为
(A)C4H8?()?(C4H8)(B)(C4H8)?(C4H6)?H2(C)(C4H6)?C4H6?()
请分别导出（A）（B）（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。
（3） 在活塞流反应器中进行等温、体积不变的一级不可逆反应，则出口转化率可达
0.96，现保持反应条件不变，但将反应改在： （a）相同体积的全混流反应器中，
（b）等体积串联的两个全混流反应器（总体积与活塞流反应器相等）中。 （c）相同体积的间歇反应器，反应时间与辅助时间之比为5：1 试分别计算所能达到的转化率。
（4）某全混流反应器体积为100L，物料流率为10 L/s。
（a）试分别求出在反应器中逗留时间为9~11s、小于10s、大于10s的物料在总进料中所占的比例。
（b）用脉冲法注入示踪剂，其出口浓度用C(t)表示，假设C(0)为已知，试写出C(t)这个
函数的表达式。并指出0
??C(t)dt的值。
一、填空（40分）
（1）－2，－2/3
（2） 等容 。
（3）单位时间内，流过多少个反应器体积的物料（其它正确表达方式也可 ） ，
物料流过反应器所需要的时间（其它正确表达方式也可 ）______。
（4） 可逆放热反应
不同转化率下的最佳温度所形成的曲线
（5）Vg = 0.169 cm/g ,θ = 0.403 ρ = 2.39g/cm3 。 （6）Pe=_9.17__, m=_4.59____
3
（7）分子扩散，努森Knudsen扩散、表面扩散、构型扩散 （8） sL = 2/3 。会 增高 。
t（9）
?E(t)dt?F(t)
0 ,F(?)?1， F(0)?0。
（10）外扩散和化学动力学控制时ζ → 1，Φ 值较 小 ；
内扩散强烈影响时ζ << 1，Φ值较 大 。 （11）多段绝热反应器。轴向和 径向反应器。
（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=104m/s, DL=1.5×109m2/s,
则当k >>20/3 时，该反应属于快反应，反应区主要在 液膜 ，工业上可选用 填充床反应器或 降膜 反应器；当k <<20/3 时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在 液相主体 ，工业上可选用 鼓泡床 或 搅拌鼓泡床 反应器。
（13） CA 低 CB 高 。
－
＝
（15） 不同年龄粒子之间的混合 （15） 阶跃 法和 脉冲 法。 四、 简答题（20分） （5） 要点：
PFR: 流动如活塞，各参数轴向有变化，径向无变化，返混为0 CSTR：瞬间完全混合，参数无变化，返混为最大 （6） 要点：
①H2S外扩散；②H2S内扩散；③H2S与ZnO在未反应芯表面上反应； ④H2O内扩散；⑤H2O外扩散。 （7）
(rA)g=CAg11?kGSeksSigζ
（8）
N?KG(pG?p*)?KL(C*?CL) 111??KGkG?HkL11H??KL?kLkG五、 计算题（每题10分，共40分。）
（4） 以100mol进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量， 进口 出口 C2H4 15 15-α-β/2 O2 7 7-α/2-3β/2 C2H4O 0 α CO2 10 10+β H2O 0 β 惰 68 68 总计 100-α/2 进行物料衡算，结合出口条件可知：
15????/2?0.131100??/2 则可求得α＝1.504mol，β＝0.989mol
7??/2?1.5??0.048100??/2乙烯反应量：1.504＋0.989/2=1.9985mol 转化率：1.9985/15=0.1333 收率：1.504/15=0.1003
化学反应工程考试试卷及答案
