2019年云南昆明理工大学高等化学反应工程考研真题A卷.doc

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2019 年云南昆明理工大学高等化学反应工程考研真题 A 卷一、判断题（10分，每题1分）（） 1.1 符号–rj 是指组分 j 的生成速率。（） 1.2 对于 LHSV，进料体积流量是指 STP 的值。（） 1.3 活化能越大，反应速率的温度敏感性越大。（） 1.4 对一级反应，若串联槽的个数一定，随 Damköhler 数的增加，转化率增加。（） 1.5 在恒定体积的间歇反应器内进行零级反应，A 浓度的倒数与时间呈线性关系。（） 1.6 对于连串反应 A→B(目的产物)→C, 如果在间歇反应器中反应较长时间，则很难得到主产物 B。（） 1.7 对于可逆放热反应，最大转化率为平衡转化率。（） 1.8 完全离散模型的离散度 J 等于 0。（） 1.9 在反应器中，Peclet 数的特征长度是反应器直径。（） 1.10 在敞开体系边界条件下，无因次平均停留时间大于 1。二、填空题（15 分，每空 1 分） 2.1 由通用摩尔衡算方程导出间歇反应器设计方程时所作的假设为（）和（）。 2.2 反应 NO + O2 → NO2 为（）分子反应。 2.3 等温反应的算法步骤有（）、（）、（）、（）和（）。 2.4 若t0是初始点时间，则三点微分初始点公式为（）。 2.5 如果停留时间τ增加，生热曲线（）移动。 2.6 反应出现失控的判据是（）。 2.7 按可调整参数，将预测非理想反应器转化率模型分为（）、（）和（）。 2.8 如果反应级数 n（），则  2(-rA)/  CA 2>0，Xseg>Xmm 三、简答题（32 分，每题 8 分） 3.1 写出 PFR 的设计方程，说明其推导过程作的假设。 3.2 由图 1 说明反应器的类型、应用和实例。 3.3 说明用于获得速率数据两种反应器的特点。 3.4 绘出图2的温度-转化率轨迹图。

四、推导题（10 分）绘出图 3 的模拟反应体系，导出一级反应转化率用α 和β表示的关系式。五、计算题（33 分，每题 11 分） 5.1 甲酸由甲烷气相氧化得到：2CH4+3O2→2HCOOH+2H2O。进料由含 17.355 %（体积分数）甲烷的空气组成，且进料压力为 16.4 atm，温度为 227°C。 (1) 以甲烷为计算基准，建立化学计量表。 (2) 甲烷的进口浓度是多少？膨胀因子δ=？膨胀率ε=？ (3) 当甲烷的转化率为 50%时，计算甲烷和氧的浓度。 5.2 在绝热下进行丁烷异构化液相反应 n-C4H10 i-C4H10，所得数据见下表： X -rA(kmol/m3·h) n-C4H10 进口摩尔流量为 50 kmol/h，计算图 4 所示串联反应器的总体积。 0.2 0.4 0.0 39 0.6 38 0.65 25 53 59 5.3 不可逆基元有机液相反应A + B → C在流动反应器中进行。在300 K和体积流量为 120 L/min下，A 和 B 等摩尔进料，CA0 = 0.1 mol/L。已知数据：在300 K下的速率常数k = 0.6 L/(mol∙min)，活化能E = 10000 cal/mol，HA°(273K) = -20 kcal/mol， HB°(273K) = -15 kcal/mol，HC°(273K) = -41 kcal/mol，热容CPA = CPB = 15 cal/(mol∙K)，CPC = 30 cal/(mol∙K)，UA=300 J/(min∙K)，换热介质的温度Ta恒定不变，为293 K，计算转化率80%时带换热器的CSTR的体积。

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