2013年云南昆明理工大学化学反应工程考研真题A卷.doc

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3.1 说明非理想流动模型（对理想流动模型进行修正）的类型，模型参数及在不同流型下模型参

数的取值。

4.3 恒容间歇下，反应2A+B→L的动力学方程式为（

（提示：多项式的分解）。（8分）

2013 年云南昆明理工大学化学反应工程考研真题 A 卷 1、判断题（每题 1 分，共 15 分）（正确的打“√”、错误的打“×”，全部打“√”或全部打“×”不得分） (1)对 A  1k L(目的产物)  2k M 的连串反应，XA 一定时，随 k2/k1 减少，收率 YL 减少。 (2)化学反应速率随化学反应的进行而变化，是瞬时速率。 (3)空间时间和空间速率中的体积流率的含义是相同的。 (4)全混流反应器的停留时间分布函数随停留时间增加而增加。 (5)停留时间分布函数的单位是时间的倒数。 (6)无因次方差的值越大，则停留时间分布越分散。 (7)满足热稳定条件的定态操作点为热稳定点。 (8)在变温管式反应器中进行可逆吸热反应，其Topt序列应遵循先高后低原则。 (9)半间歇反应器中，随反应时间的增加，反应物浓度存在极大值。 (10)曲节因子的大小与固体催化剂孔内的扩散类型有关。 (11)改变质量流速 G 进行动力学实验是检验内扩散影响最有效的方法。 (12)理想吸附和真实吸附的相同处是均为单分子层吸附，吸附和脱附可建立动态平衡。 (13)化学反应工程学的基本研究方法是数学模拟法。 (14)反应率的高低可衡量反应的深度及好坏。 (15)化学反应过程是化工生产的核心部分。 2 、填空题（每空 1 分，共 15 分） (1)反应 CO + H2O CO2 + H2 按相数和类别分应为（）反应，其关键组分为（）。 (2)对不可逆反应，当温度一定时，反应率 XA 增加，反应速率（）。 (3)化学反应按压力可分为（）、( )和（）反应。 (4)反应器中存在沟流时，其 E(θ)曲线出现（）。 (5)微观混合的两种极限状态是（）和（）。 (6)CSTR 中传热温差是指（）、( )和（）。 (7)固定床与外界介质间的传热阻力是（）、（）和（）。 3 、简答题 (每题 12 分，共 48 分) 3.1 说明非理想流动模型（对理想流动模型进行修正）的类型，模型参数及在不同流型下模型参数的取值。 3.2 说明流体流动特性及床层压降产生原因及影响固定床的压力降的因素。 3.3 由图 1 可反映出哪些信息？ 3.4 写出容积效率的定义式，并说明从图 2 中能得到的结论。 XA η 率效积容 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 负一级反应零级反应一级反应二级反应 r=0 r1 r2 r3 r4 T 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 图1 反应速率与温度和反应率的关系反应率XA 图2 容积效率与反应率的关系

4、推导题 (共 24 分) 4.1 从下列机理式推导出反映速率式(10分): (Ⅰ) C + σ1 (Ⅲ) Cσ1 + 2D1/2σ2→Pσ1+ Qσ2+ σ2 (控制步骤)，(Ⅳ) Pσ1 Cσ1，(Ⅱ) D + 2σ2 2D1/2σ2， P + σ1，(Ⅴ) Qσ2 Q + σ 2 4.2 从下列反映速率式推导出机理式(6 分): k aC ( p C  1 K pp QP p D )  pK DD  pK P P  pK QQ r  1  K C K pp QP p D 4.3 恒容间歇下，反应 2A+B→L 的动力学方程式为  dc A dt  2 ckc BA （cA0=cB0），试推导其用浓度表示的等温积分形式 kt  1(1 c c A 0 A 0 （提示：多项式的分解 ( x 5 、计算题 (每题 12 分，共 48 分) x x ( 2  1 )1   )1 c A  ln2 c 2 A 0 c c A B A )1  2  B  x 1  C x ）。（8 分） 5.1 0.1013 MPa 压力下，在钒催化剂上进行 SO2 氧化反应，原料气摩尔组成为 7%SO2，11%O2，及 82%N2。试计算转化率为 75%时的最佳温度。二氧化硫在钒催化剂上氧化的正反应活化能为 9.211×104 J/mol，化学计量数 v=1/2，反应式为：SO2+0.5O2 度的关系为： 4905.5 lgK p  T  4.1455 SO3，平衡常数与温 (A) 该反应的热效应 rΔH =-9.629×104 J/mol。 5.2 反应物料以流速 u=0.25 m/s 流过长 5 m 的等温反应器，在反应器内进行二级不可逆反应， rA=kcA 2。已测得 k=0.266 L/(mol·s)，cA0=2 mol/L，测得出口转化率 XA=0.8，试问该反应器的流动情况是否属于理想流动？ 5.3 在 PFR 中进行气相反应 A→3R，rA=39.95 cA 50% 2 mol/(L·s)。反应器进口组分中含 50%A，惰性气体物质，cA0=0.125 mol/L，Ft0=10 mol/min，为使转化率达 75%，求反应器体积。 5.4 在 0.1013MPa（1atm）、773K、铬铝催化剂上进行丁烷脱氢反应，其反应速率 rA=kwcA=14.5×10-6 mol/(g·s)。若采用厚度为 8 mm 的薄片催化剂进行反应，催化剂的平均孔半径为 48×10-10 m，颗粒密度为 1.5 g/cm3，孔容积为 0.35 cm3/g，空隙率为 0.4，曲节因子等于 2.5。试计算内扩散效率因子。Rg=82.06 atm·cm3/(mol·K) =0.08206 atm·L/(mol·K)

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