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化学反应工程(中国石油大学(华东))

  1. 气相变容反应,原料中混入了一定量的惰性气体Ar气,N2、H2和Ar的初始摩尔比为1:3:2,则膨胀率为( )。 

  2. A:-1/6 B:-0.5 C:-5/6 D:-1/3
    答案:-0.333
  3. 理想活塞流反应器E(t)曲线的方差是( )。

  4. A:0 B:>1 C:1 D:[0, 1]
    答案:0
  5. 由示踪实验测得一反应器的停留时间分布密度函数
      ,可判别流体在该反应器内平均停留时间为(  )min。

  6. A:0.1 B:10 C:1 D:100
    答案: 100
  7. 可逆吸热反应,相同工艺条件下,达到相同转化率,(   )反应器所需反应器体积最小。 

  8. A:平推流 B:间歇式 C:循环 D:全混流
    答案:平推流
  9. 一级连串反应A→R→S,前后反应的速率常数分别为k1和k2,分别在平推流和全混流反应器中进行,则所能达到的最大R浓度,哪个反应器中的更高?

  10. A:平推流反应器 B:全混流反应器 C:无法判断
    答案:平推流反应器
  11. 对可逆放热反应,最优温度分布线应该沿(   )安排。 

  12. A:平衡转化率线 B:最大反应速率轨迹 C:反应器可允许最大温度 D:最大转化率轨迹

  13. 对于反应,其动力学方程表达为,以下说法正确的是( )。 

  14. A:基元反应反应级数与计量系数之间才满足α=a,β=b B:非基元反应反应级数与计量系数之间才满足α=a,β=b C:反应级数与计量系数之间的关系始终为α=a,β=b D:所有反应的反应级数与计量系数之间都没有直接关系
    AI参考:正确答案是C:反应级数与计量系数之间的关系始终为α=a,β=b。根据题目描述,该反应的动力学方程为y=αx^a+βx^b,其中y为反应物浓度之和,x为反应物浓度,α和β为反应速率常数,a和b为反应计量系数。对于基元反应和非基元反应,反应级数与计量系数之间的关系始终为α=a,β=b。因此,选项C是正确的。其他选项都存在错误或不完全正确的描述。'
  15. 一级不可逆反应在两个等体积的全混流反应器进行串联操作,反应温度相同,则第一釜的反应速率 -rA1与第二釜的反应速率 -rA2之间的关系为(   )。 

  16. A:-rA1<-rA2 B:无法确定 C:-rA1>-rA2 D:-rA1=-rA2

  17. 停留时间分布函数F(t)取值范围是( )。

  18. A:< 0 B:任意数值 C:[0, 1] D:> 0

  19. 若某工业反应器采用绝热操作,可能的原因不包括(   )。 

  20. A:反应热效应较大 B:反应速度很快 C:反应器结构简单、经济 D:反应选择性变化小
    AI参考:正确答案是B:反应速度很快。采用绝热操作的原因是减少热量损失,以提高反应的热效应或反应选择性,与反应速度无关。因此,若某工业反应器采用绝热操作,可能的原因不包括反应速度很快(B)。其他选项A、C、D都可能与采用绝热操作有关。A选项反应热效应较大,说明绝热操作可以降低反应热效应;C选项反应器结构简单、经济,说明绝热操作可以降低反应器的成本;D选项反应选择性变化小,说明绝热操作可以提高反应选择性。'
  21. 一级连串反应A→R→S,前后反应的速率常数分别为k1和k2,在平推流和间歇式反应器中,则目的产物R能达到的最大浓度:

  22. A:相等 B:无法判断 C:不相等

  23. 液体A (浓度2 mol/L,摩尔流率100mol/min)在平推流反应器里分解生成一系列产物,其动力学为,在一个10 L的反应器里进行反应,所能达到的转化率为( )。

  24. A:0.786 B:0.554 C:0.865 D:0.981

  25. 对于一级不可逆反应AR→S,产物R的最大浓度通常

  26. A:只与反应温度有关 B:与A的初始浓度和速率常数的大小有关 C:只与速率常数的大小有关 D:只与A的初始浓度有关

  27. 对于一个串联反应,目的产物是中间产物,适宜的反应器是

  28. A:平推流与全混流串联在一起的反应器 B:平推流反应器 C:全混流反应器 D:循环反应器

  29. 四个相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值为(  )。

  30. A:0 B:0.5 C:1 D:0.25

  31. 反应器内存在沟流会造成以下结果(  )。

  32. A:E函数出峰太早 B:转化率降低 C:转化率升高 D:转化率不变

  33. 对于一个无孔催化剂催化的气固相反应,下列表述正确的是:


  34. A:催化反应都发生在催化剂的外表面上 B:化学反应发生在气相 C:化学反应速率与外部传质速率并不相等 D:催化反应速率等于外扩散或叫外部传质速率

  35. 关于三种理想反应器,理解正确的是(  )。 

  36. A:平推流反应器和全混流反应器都是连续流动式操作 B:平推流反应器的返混程度为零 C:与平推流反应器和全混流反应器相比,理想的间歇式反应器更适合于大规模生产 D:理想的间歇式反应器是一种非稳态操作的反应器

  37. 关于E函数和F函数的关系下面正确的是(  )。

  38. A: B: C: D:F(t)=E(t)
    AI参考:关于E函数和F函数的关系,以下选项中正确的是:D: F(t)=E(t)。根据题目描述,E函数和F函数的关系是等价的,即F(t)的值等于E(t)的值。因此,选项D是正确的。其他选项并未描述E函数和F函数之间的关系,因此不正确。'
  39. 关于多孔催化剂上进行的目的产物为中间产物的复杂反应,下列说法正确的是


  40. A:反应多发生在催化剂的近外表面的孔道中,外表面的活性位如果没有被钝化,也会发挥一定的作用 B:孔道的扩散阻力对目的产物的生成是不利因素 C:催化剂颗粒的大小可能影响目的产物的选择性 D:在实际操作允许的情况下,催化剂颗粒尽可能小,以提高目的产物的选择性

  41. 关于外部传递,下列描述正确的是


  42. A:对于目的产物是中间产物的复杂反应,提高流体的线速度有利于提高目的产物的选择性 B:提高流体的线速度,会促进外部传递 C:提高流体的线速度,会增大外部传递阻力 D:对于目的产物是中间产物的复杂反应,提高流体的线速度不利于提高目的产物的选择性
    AI参考:选项B、C是正确的描述。B选项:“提高流体的线速度,会促进外部传递”是正确的,因为流体的线速度增加,意味着流体在反应器内的流动速度加快,这会加快分子之间的相互作用和相互影响,从而促进外部传递过程。C选项:“提高流体的线速度,会增大外部传递阻力”也是正确的,因为流体的线速度增加,意味着流体在反应器内的流动速度加快,这会增加流体与反应器壁、流体与流体之间的摩擦和碰撞,从而增大外部传递阻力。A选项:“对于目的产物是中间产物的复杂反应,提高流体的线速度有利于提高目的产物的选择性”对于这个选项存在一些疑问。一般来说,提高流体的线速度可以提高产物浓度和选择性,因为更快的流体流动会降低产物从反应器中逃逸的机会,并有助于更有效地将物质混合在一起以促进化学反应。然而,这个说法并不是完全准确,因为在某些情况下,提高流体的线速度可能会导致反应速度增加更快,从而增加了中间产物的生成量,反而降低了目的产物选择性。所以,这个选项可能并不完全正确。D选项:“对于目的产物是中间产物的复杂反应,提高流体的线速度不利于提高目的产物的选择性”这个说法是正确的。综上所述,答案是B和C。'
  43. 对于一个气固相催化反应,下列说法正确的是


  44. A:催化剂颗粒一般是热的不良导体,在反应过程中,受反应热和热量传递的影响,必然存在温度梯度,但一般情况下都很小,可当作等温处理 B:催化剂颗粒受反应和热量传递的影响,存在较大的温度梯度 C:催化剂颗粒受内部传质的影响,存在浓度梯度 D:催化剂颗粒内的浓度梯度可以忽略
    AI参考:正确选项为:C:催化剂颗粒受内部传质的影响,存在浓度梯度。解释:A选项中提到催化剂颗粒一般是热的不良导体,在反应过程中存在温度梯度,但一般情况下都很小,可当作等温处理。这并不能说明催化剂颗粒存在浓度梯度。B选项中提到催化剂颗粒受反应和热量传递的影响,存在较大的温度梯度。但这并不一定意味着也存在浓度梯度。D选项中提到催化剂颗粒内的浓度梯度可以忽略。根据具体情况,某些催化反应过程中催化剂颗粒内的浓度梯度可能是比较重要的影响因素,所以该选项的说法不一定正确。C选项中的“催化剂颗粒受内部传质的影响,存在浓度梯度”是正确的,因为传质过程是化学反应的一个重要影响因素,催化剂颗粒内的浓度梯度可能会影响反应速率和产物选择性。因此,C选项是正确答案。'
  45. 以下(  )为理想活塞流反应器F函数的特点。 

  46. A:1 B:在t小于平均停留时间时,F=0 C:0 D:在t大于平均停留时间时,F=1

  47. 利用x-r-T关系图对一级可逆放热反应进行反应器设计时,以下那些描述是正确的?(  ) 

  48. A:采用平推流反应器绝热操作,入口温度可随意指定 B:无论哪种操作,尽量在最大允许温度下进料 C:读取反应速率数据时要看初始反应物浓度CA0的值 D:采用全混流反应器,要通过最优温度进程线确定出口位置

  49. 固定床反应器的缺点有


  50. A:因催化剂颗粒不能太小,内部传质或内扩散的影响一般难以消除 B:催化剂装卸不方便 C:给床层供热或取热不方便,只要热效应不大,最好采用绝热操作 D:催化剂再生不方便

  51. 对于一个多孔催化剂催化的气固相反应,下列表述正确的是


  52. A:催化剂颗粒上不同位置的反应速率可能不同 B:外部传质速率不影响化学反应速率 C:催化剂上的平均反应速率等于外扩散或叫外部传质速率 D:化学反应都发生在催化剂的外表面上

  53. 理想活塞流反应器E函数的特点是(  )。 

  54. A:E=0 B:归一性 C:在t等于平均停留时间时,E=∞ D:在t等于平均停留时间时,E=0

  55. 比较平推流反应器和全混流反应器,以下说法不正确的是(  )

  56. A:同一负反应级数反应(n<0)在相同的操作条件下经由平推流反应器反应时,达到一定转化率所需的空时总是小于全混流反应器的空时 B:同一反应在相同的操作条件下经由平推流反应器反应时,达到一定转化率所需的空时总是大于全混流反应器的空时 C:同一正反应级数反应(n>0)在相同的操作条件下经由平推流反应器反应时,达到一定转化率所需的空时总是小于全混流反应器的空时 D:同一反应在相同的操作条件下经由平推流反应器反应时,达到一定转化率所需的空时总是小于全混流反应器的空时

  57. 示踪剂的主要输入方式有(  )。 

  58. A:周期性输入 B:阶跃输入 C:脉冲输入 D:随机输入

  59. 对气相吸热反应,压力增加,对反应后分子数增加的反应,平衡转化率(  )。 

  60. A:同惰性组分增大的效应 B:增大 C:下降 D:同惰性组分减少的效应
    AI参考:正确选项为C:下降。对于气相吸热反应,压力增加,对于反应后分子数增加的反应,平衡转化率会下降。这是因为压力增加会使得反应向气体体积减小的方向移动,即向吸热方向移动,导致反应后分子数增加的反应转化率下降。而惰性组分的增大或减少对平衡转化率的影响较小,因此选项A和D都不正确。'
  61. 关于气固相催化反应动力学参数的测定,下列说法正确的是


  62. A:必须选择足够小的催化剂颗粒,消除内扩散的影响,才能进行动力学实验,测定动力学参数 B:必须提高反应器内流体的线速度来消除内扩散的影响,才能进行动力学参数的测定实验 C:可以在强内扩散阻力控制区进行动力学实验,测定反应级数和活化能,实际的反应级数和活化能为测定值的2倍 D:不能在强内扩散阻力控制区进行动力学实验,否则测定的活化能比实际值低

  63. 关于在三种理想反应其中进行的液相反应,以下说法正确的是(  )

  64. A:在相同的反应条件下,达到给定的转化率时,间歇式反应器中需要的反应时间和全混流反应器中的空时必然相等。 B:在相同的反应条件下,达到给定的转化率时,平推流反应器中需要的空时和全混流反应器中的空时必然相等。 C:若为零级反应,在相同的反应条件下,达到给定的转化率时,平推流反应器中需要的空时和全混流反应器中的空时相等。 D:在相同的反应条件下,达到给定的转化率时,平推流反应器中需要的空时和理想的间歇式反应器中需要的反应时间必然相等。

  65. 非绝热操作线斜率影响因素有(  )。

  66. A:热交换量 B:物料流动速率 C:惰性组分 D:进料温度
    AI参考:正确选项为:A、B、D。解释:非绝热操作线斜率受到多种因素的影响,其中主要包括热交换量、物料流动速率、进料温度等。热交换量是指系统与外部环境之间的热量交换,它会影响系统的温度变化,从而影响操作线斜率。物料流动速率是指物料的输送速度,它会影响系统的压力和温度变化,从而影响操作线斜率。进料温度是指进料口处的温度,它会影响系统的热量平衡和物料分布,从而影响操作线斜率。惰性组分是指在系统中不发生化学反应也不产生热量的组分,它的存在对操作线斜率的影响较小。因此,本题选择A、B、D作为正确选项。'
  67. 对于固体催化剂催化的化学反应,以气固相催化反应居多,其原因在于:


  68. A:气体便于输送和分离 B:温度高反应速率快,生产效率高 C:气体的传热快 D:气体的传质阻力小

  69. 以下对轴向分散模型的描述正确的是( )。

  70. A:在每一截面上和沿流体流动方向,流体速度和分散系数均为一恒定值 B:与流体流动方向垂直的某一截面上径向浓度相同 C:沿轴向不同位置,分散系数变化 D:物料浓度为流体沿轴向流动距离的连续函数

  71. 针对平推流反应器做物料衡算时,可以选取整个反应器体积作为衡算对象

  72. A:错 B:对

  73. 平推流反应器内状态不像全混流反应器那样是俊逸的,所以平推流反应器是非稳态操作

  74. A:对 B:错

  75. 脉冲示踪实验测定停留时间分布对应曲线为E(t)曲线。( )

  76. A:对 B:错

  77. 基元反应各组分的反应级数等于其计量系数

  78. A:对 B:错

  79. 反应平衡常数K不仅与系统的温度有关,还与系统的压力以及惰性物质是否存在等因素有关。( ) 

  80. A:错 B:对

  81. 全混流反应器的返混程度和平推流是一样的

  82. A:错 B:对

  83. 内扩散阻力大,有效扩散系数大,Thiele模数小


  84. A:错 B:对

  85. 轴向分散模型的分散数D/UL越小,流体的流动状况越接近于活塞流。( )

  86. A:对 B:错

  87. 径向固定床反应器的压降小,可用相对较小颗粒的催化剂


  88. A:对 B:错

  89. 在一个管式反应器中进行着一个连串反应,中间产物是目的产物。有人嫌中间产物收率太低,想通过打循环的方式提高中间产物收率,这种做法是可行的。

  90. A:对 B:错

  91. 对于平行-连串反应 A+B→R,R+B→S,如果要有利R的生成,A应该采用平推流侧线小股进料。

  92. A:错 B:对

  93. 对于平行-连串反应 A+B→R,R+B→S,只要知道-ΔCB/CA0,XA,K2/K1,CR/CA0, CS/CA0中的任何两个,剩下的全都可以求出来。

  94. A:对 B:错

  95. 提高流体的线速度可以减小甚至消除内扩散的影响


  96. A:对 B:错
    AI参考:正确答案是B:错。根据题目描述,提高流体的线速度可以减小甚至消除内扩散的影响,但是这并不意味着内扩散完全不存在,只是可以减小其影响。因此,该判断题是错误的。'
  97. 催化剂颗粒内的传质、传热和反应是串联关系


  98. A:对 B:错

  99. 均相反应和非均相反应是依据反应涉及的相的数目来的区分的

  100. A:错 B:对

  101. 温度升高,反应速率常数有可能升高,也有可能降低。( ) 

  102. A:对 B:错

  103. 计量方程表达的就是实际的反应历程

  104. A:错 B:对
    AI参考:答案:B。解释:计量方程是描述化学反应中物质质量变化的数学表达式,它可以用来预测和控制化学反应的进程,因此可以准确地描述实际的反应历程。因此,本题选择B,即“对”。'
  105. 瞬时收率是指的在某个时刻某产物的生成速率与反应物的消耗速率之比或某时刻某产物生成量与反应物消失量之比。瞬时收率将动力学与产物生成量和反应物消失量关联了起来,可用于求取复合反应的产物分布。

  106. A:对 B:错

  107. 多釜串联模型中串联釜数越多,E(t)曲线对称性越差( )

  108. A:对 B:错

  109. 对可逆放热反应采用平推流反应器,相同入口温度下,多段绝热操作比等温操作所需反应器体积小。( ) 

  110. A:对 B:错

  111. 对于一个二级连串反应,如果采用一个平推流和一个全混流反应串联操作,从降低投资成本的角度,平推流放前面好。

  112. A:对 B:错

  113. 同一反应中涉及的各组分的反应速率之比等于各组分的计量系数之比

  114. A:对 B:错

  115. 如果一个反应的瞬时收率与反应物浓度关系曲线有极大值,采用全混流-平推流进行串联也是个不错的选择。

  116. A:对 B:错

  117. 针对全混流反应器列物料平衡方程时,存在一项物料累积项

  118. A:错 B:对

  119. 连续流动式反应器的空时本质上就是反应时间

  120. A:错 B:对

  121. 针对间歇式反应器列物料衡算方程时,是没有物料累积项的

  122. A:对 B:错

  123. 开式容器是指流体在反应器进出口流动状况无变化。( )

  124. A:对 B:错

  125. 连串反应A→R→S,如果前后两个反应的速率常数分别为k1和k2,当k2/k1增大时,中间产物R的最大浓度会升高。

  126. A:对 B:错

  127. 连串反应A→R→S无论在什么条件下进行, R的浓度随时间变化总会出现一个极大值。

  128. A:错 B:对
    AI参考:答案:B。连串反应A→R→S中,反应物的消耗伴随着产物的积累,反应向生成物的方向进行,反应达到平衡状态后,其浓度会逐渐减少并最终趋向一个稳定值。而此题中明确提到“无论在什么条件下进行,R的浓度随时间变化总会出现一个极大值”,因此该判断为正确选项B。'
  129. 对于连串反应A→R→S,如果R为目的产物,采用循环比为1的循环反应器要优于两个全混流反应器串联。

  130. A:错 B:对

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