2016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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2.3 停留时间分布的实验测定方法有（）、（）和（）。

4.3 反应A+BL+M（cA0=cB0, cL0=cM0=0），速率方程为rA=kcAcB-k′

试推导其用反应率表示的等温积分形式（K为平衡常数）

提示：（1）a2-b2=(a-b)(a+b)；（2）

2016 年云南昆明理工大学化学反应工程考研真题 A 卷一、判断题（正确的请打√，错的打×，全打一种符号的不得分，每题 1.5 分，共 15 分） 1.1 化学反应工程主要研究单体反应器的优化问题。 1.2 绝热反应属于变温反应。 1.3 当温度一定时，主副反应级数相等的平行反应，浓度增加，反应的瞬时选择性增加。 1.4 化学反应速率是瞬时反应速率。 1.5 流体粒子在系统进口处有进有出，在出口处有出无进的系统称为闭式系统。 1.6 返混存在总是对化学反应带来不利的影响。 1.7 间歇反应器设计的关键在于计算所需的反应时间。 1.8 当循环管式反应器的循环比β→∞时，浓度 cA1（进口浓度）=cA0（进料浓度）。 1.9 真实吸附的活化能与覆盖率呈线性减少的关系。 1.10 对反应级数 n>0 的反应，n 越高，Da 越高，外扩散效率因子越小，外扩散影响越大。二、填空题（每空 1 分，共 15 分） 2.1 化学反应按选择性可分为（）和（）。N2+3H2 应。 2NH3 按相数及类别分为（）反 2.2 写出 n 级反应以反应率 XA 表示的速率方程式（）。对可逆放热反应，温度一定，反应率增加，速率（）；反应率一定，温度增加，速率（）。 2.3 停留时间分布的实验测定方法有（）、（）和（）。 2.4 等温反应、绝热吸热反应、绝热放热反应的绝热温升分别为（）、（）、（）。 2.5 催化剂颗粒的密度有（）、（）和（）三种。三、简答题（每题 12 分，共 48 分） 3.1 写出阿累尼乌斯公式，说明反应速率常数k的单位与哪些因素有关以及速率常数k的计算方法。 3.2 在实际反应器里存在哪些非理想流动现象？并说出它们的 E(θ)曲线具有什么特征？ 3.3 绘制半间歇槽式反应器反应物和产物的浓度分布图，并分析图形形成的原因。 3.4 为什么要消除外扩散影响？如何通过实验判断外扩散已消除？四、推导题（4.1：10 分，4.2：6 分，4.3：8 分，共 24 分） 4.1 由下列机理式导出动力学方程式： (Ⅰ) A+2σ1 C+σ1 σ1 2A1/2σ1，(Ⅱ)B+σ2 Bσ2，(Ⅲ) 2A1/2σ1+Bσ2 Cσ1+D+σ2+σ1，(Ⅳ) C

4.2 由动力学方程式导出机理式： r  p(k aA K1 A  K pp DC p B  A  1 K pK BB pp DC p ) B PK CC   PK DD 4.3 反应 A+B L+M（cA0=cB0, cL0=cM0=0），速率方程为 rA=kcAcB-k′cLcM，试推导其用反应率表示的等温积分形式 c A0 kt  (2X ln[ Ae K 2  AeX （K 为平衡常 ] 1)X - A X-X A Ae 数）提示：（1）a2-b2=(a-b)(a+b)；（2）  du u)(au(   )b  1 ab  auln  b  u  C 五、计算题（每题 12 分，共 48 分） 5.1 气相反应2A→B为一级反应，假设压力不变，原始气体中含80%A，3 min后反应混合物的体积减少20%，求反应速率常数。 5.2 今有一级反应 A→P，现用 1 个平推流反应器（VRp1=120 L）和 1 个全混流反应器（VRm2=240 L）串联操作，已知 cA0=1 mol/L，温度 T1 时 k1=1 h-1，温度 T2 时 k2=2 h-1，进料流量 Q0=1 L/min，试问下列两种操作情况何者为优。（1）（2） c  0A ]T,V[ 1 1Rp c  1A ]T,V[ 2 2Rm c  Af ； c  0A ]T,V[ 2 2Rm c  1A ]T,V[ 1 1Rp c  Af 。 5.3 某二级液相反应rA=kcA 2，达到XAf=0.99，在间歇反应器中反应时间为10 min。问：（1）在全混流反应器中进行时，τm应为多少？（2）在两个串联全混流反应器中进行时（已知第1个反应器出口反应率为95%），τm又为多少？（3）分析计算结果。 5.4 气固相催化二级不可逆反应A→R，rA=kwcA 力为1 atm， 2=1.339×10-6 mol/(g·s)，温度为600 K，压分子扩散系数DAR=0.101 cm2/s，A的分子量为58，球形催化剂半径为9 mm，颗粒密度为 1.2 g/cm3，比表面积105 m2/g，孔隙率0.59，空隙率0.35。若A和R进行等摩尔逆向扩散，试计算

有效扩散系数并确定是否存在内扩散影响？（曲节因子取3.5）。注：Rg＝82.06 atm·cm3/(mol·K) ＝0.08206 atm·L/(mol·K)

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