2010—2011学年第二学期期末考试试卷
一、填空（20×1ˊ=20ˊ）
1、搅拌釜式反应器主要由壳体 、 、 、换热装置四大部分组成。

2、化学动力学方程一般用表达式),(T c f r i =±表示，说明影响反应速率最主要的影响因素是 、 。

3、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素：效率、 及 。

填料综合性能评价最好的是 。

4、催化剂必须具备 、 、长寿命这三个条件。

5、气固催化反应过程化学吸附速率方程式： 、若固体吸附剂仅吸附组分A ，朗缪尔吸附等温方程： 。

6、搅拌器按 、 来进行选型。

气液相分散过程选用 ，低黏度均相液体混合选用 。

7、在系统中进行一连串反应 ，组分 A 的生成速率方程
式： 、组分B 的生成速率方程式： 。

8、搅拌釜式反应器的换热装置有 、蛇管、 、列管、回流冷凝式。

9、催化剂非球形颗粒面积相当直径计算公式a d = 。

10、催化剂失活是由玷污、烧结、 、中毒等原因造成的。

二、问答题（5×5ˊ=25ˊ）
1、 均相反应器有哪些？如何选择均相反应器？
2、怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度，活化能表明温度对反应速率的敏感程度？
12k k A B C −−→−−→
3、气固相催化反应过程分为几个步骤并简述？
4、理想流动模型分为哪两种类型，并简述这两种类型的各自特征？
5、固定床催化反应器的床层空隙率ε的概念？影响因素是什么？为什么空隙率ε是固定床反应器的重要参数？
三、计算题（10ˊ+15ˊ+15ˊ+15ˊ=55ˊ）
【3-1】 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相反应A B + C ，在5min 内有40%的A 分解，在达到分解率为80%，（1）问需要多少时间？（2）若反应为二级反应，则需要多少时间？
【3-2】在总长为4m 的固定床反应器中，反应气体以8 kg/(m 2.s)的质量流速通过床层，流体的黏度 ，流体的密度 。

如果床层中催化剂颗粒的直径为2.5mm ，床层的堆积密度为754kg/m 3，催化剂的表观密度为1300kg/m 3，求：（1）催化剂床层的空隙率ε ？（2）流体流动的修正雷诺数eM R ？（3）床层的压力降p ∆ ？
【3-3】在体积312.0m V R =的连续操作釜式反应器中进行反
应 ，式中min /731∙=kmol m k 、min /332
∙=kmol m k ，A 、B 两种物料以等体积加入反应器中，其中A 摩尔浓度为3/8.2m kmol ，B 摩尔浓度为3/6.1m kmol 。

设反应前后系统密度不变，当B 的转化率为75％时，（1）推导出该反应原料A 的反应速率A r 表达式？（2）求物料中A 、B 物料的流量？
【3-4】 在搅拌良好的间歇操作釜式反应器中，用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，其反应式为： CH 3COOH + C 4H 9OH CH 3COOC 4H 9 + H 2O
反应在恒温条件下进行，温度为373K ，进料比为乙酸∶丁醇 = 1∶6（mol ），以少量H 2SO 4为催化剂。

当使用过量丁醇时，该反应以乙酸（下标以A 计）表
示的动力学方程式为2)(A A kc r =-。

在上述条件下，反应速率常数30.015/(min)k m Kmol =∙,反应物密度3/750m kg =ρ（假设反应前后不变）。

32.46/f kg m ρ= 1
2k k A B R S −−→++←−−51.810f Pa s μ-=⨯
若每天生产2400kg乙酸丁酯（不考虑分离等过程损失），（1）计算要求乙酸转化率
x达到55%时，所需反应器的有效体积和反应器体积（取每批辅助时
Af
间为30min，取反应釜只数为1，装料系数 为0.7，乙酸分子量：60，丁醇分子量：74，乙酸丁酯分子量：116）？（2）若改用连续操作釜式反应器生产乙酸乙酯，乙酸转化率不变，求反应器有效体积和物料平均停留时间？（3）比较间歇操作釜式反应器和连续操作釜式反应器的有效体积、反应时间变化并说明原因？。