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化学反应工程08-09A答案
中 北 大 学
试题答案及评分标准
化学反应工程 课程
(课程名称须与教学任务书相同)
2008/2009学年 第 2 学期
试题类别 A
拟题日期 2009-04-05 拟题教师 柳来栓
课程编号 教师编号 1040030
使用班级 06040342
备注:试题答案要求按指定规格计算机打印,并将其文本与电子稿一并上交:
① 校级考试课程交评估与考试中心命题科;
② 院级考试课程交院教务科。
一、填空题(30分,每空一分)
1.化学反应、工程问题; 2. ; 3.浓度、温度,提高温度;
4.降低; 5.间歇(或平推流);6.反应速率; 7.1;
8.脉冲法、阶跃法,周期示踪法、随机输入示踪法四种中任意两种方法;
9.活性好、选择性高、寿命长; 10.范德华力、化学键力;
11.内扩散、外扩散; 12.固定床反应器; 13.气膜、液膜;
14.; 15.吸附等温方程; 16.最大;
17.实际反应速率、浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率;
18.慢速反应、快反应、瞬间反应。
二、选择题 (30分,每题一分)
1.B 2.D 3.B 4.A 5.B 6.C 7.C 8.B 9.D 10.D 11.A 12.A 13.C 14.A 15.C 16.A 17.A 18.A 19.A 20.C 21.B 22.A 23.C 24.D 25.B 26.C 27.A 28.A 29.C 30.C
三、证明题(10分)
反应2NO + 2H2 = N2 + 2H2O,实验测得速率方程为 。试设定能满足实验结果的反应机理。
证明:机理(1):
(慢) ① (2分)
(快) ② (2分)
步骤①较慢,是速度控制步骤 (4分)
所以: (2分)
或者,机理(2)
(快速) ③ (1分)
(慢速)④ (1分)
(快) ⑤ (2分)
③达拟平衡态,④为速控步骤 (3分)
(1分)
由③得 (1分)
代入 (1分)
四、计算题(30分,每题15分)
1.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水,而副反应生成甲烷和二氧化碳:CH3COOH→ CH2= CO+ H2O(k1)CH3COOH→CH4+ CO2(k2)
已知在916℃时 k1= 4.65s?1,k2 = 3.74s?1
(1) 99%的醋酸反应掉的时间;
(2) 在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。
解:设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y,初始为,则
-x-y) (2分)
-x-y) (2分)
相加得 (2分)
将其积分得 (2分)
当转化率为99%时,x + y =0.99 (1分)
S (2分)
2) (2分)
则
(2分)
2.已知A→P(主), A→S(副)的反应速率式分别为:rP=k1CA;r k1 =1.0, k / k1= 1.5;CA0 =5mol/l,0=5 m3/h,出口转化率χA=0.9。试求用单一的全混流反应器在等温下进行此反应时所能获得的产物P的浓度CP 以及所需的反应容积V。
解: (2分)
(2分)
(2分)
(3分)
(6分)
4
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