2018年昆明理工大学考研专业课试题831化学反应工程A卷.doc

1、昆明理工大学2018年硕士研究生招生入学考试试题(A卷)考试科目代码：831 考试科目名称 ：化学反应工程考生答题须知1 所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。请考生务必在答题纸上写清题号。2 评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。3 答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。4 答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。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 如果化学反应A+BL的速率方程为rA=kcAcB，

2、则说明化学反应是基元反应。1.2 对于等温过程，不需要使用热量衡算式。1.3 对于有物料循环的反应系统，全程转化率应大于单程转化率。1.4 对于反应级数大于零的反应，级数越高，反应速率越低。1.5 由阶跃注入法可以直接测出停留时间分布密度函数。1.6 出现沟流现象时，实测的平均停留时间M实测VR/Q0。1.7 二级反应的无因次互积因子为cA0kt。1.8 对反应物A恒速加料到含有B的半间歇反应器，其产物浓度与时间的关系曲线存在极大值。1.9 催化剂颗粒的颗粒密度大于它的骨架密度。1.10 外扩散阻力可忽略的气固催化反应AB，其反应物的浓度关系为cAgcAscAccAe。二、填空题（每空1分，共

3、15分）2.1 化学反应按热特性可分为（ ）和（ ）两类，按此分类反应N2+3H22NH3为（ ）反应。2.2 对于化学反应A+2B3L，rB=（ ）rL；速率方程式有（ ）和（ ）两种形式。2.3 对于平推流模型，无因次停留时间=0.8时，F()=（ ）、E()=（ ），=（ ）。2.4 对可逆吸热反应，非绝热变温操作时最佳温度序列遵循（ ）原则；反应级数n=2时，容积效率（ ），应选（ ）反应器。2.5 固定床与外界介质间的传热阻力是（ ）、（ ）和（ ）。三、简答题（每题12分，共48分）3.1 写出膨胀因子和膨胀率的定义式，说明它们的物理意义及与惰性气体存在的关系。对于气相反应AL+M

4、，要求转化率达到80%，恒容时计算出反应器的体积为100 L。若利用100 L的反应器，在其他条件均相同下，变容时出口转化率将如何变化？3.2 说明实际反应器中的混合现象及其含义3.3 写出图1的横、纵坐标和线条的符号和名称，判断哪些点是热稳定点？判断依据是什么？说明温差TT-Tw，TT-T0和TT-Tc的含义及对应的反应器。3.4 说明蒂勒模数的物理意义及影响因素。昆明理工大学2018年硕士研究生招生入学考试试题四、推导题（4.1：10分，4.2：5分，4.3：9分，共24分）4.1 由下列机理式导出动力学方程式：() A+1A1，() B+222B1/22，() A1+2B1/22C2+D

5、2+1，() C2C+2，() D2D+24.2 由动力学方程式导出机理式： 4.3 基元液相反应AL+M（cL0=cM0=0），写出该反应用浓度表示的速率方程，并推导其用转化率表示的等温积分形式。提示：(1) k、k分别为正逆反应的反应速率常数，K为平衡常数，令cA0/K=M；(2) 五、计算题（5.1题8分，5.2题16分，5.3题12分，5.4题12分，共48分）5.1 基元液相反应A+BL的初始速率为5.010-7 kmol/(m3s)，且两反应物的初始浓度皆为0.2 kmol/m3。求以下列单位所表示之反应速率常数为多少？(1) L/(mols)；(2) m3/(kmolh)。5.2

6、 在间歇反应器中进行某液相一级反应 A 2B，当反应时间为2.302 min时，反应器内A的转化率为90%。现改为连续流动反应器，操作温度不变，纯A进料，反应器入口处原料的体积流量为Q0 = 0.2 L/min。求下列情况的体积或转化率，并分析计算结果。(1) 当反应器为PFR时，转化率达80%时，所需反应器体积为多少？(2) 当反应器为CSTR时，反应器体积为0.8 L时，反应器出口转化率为多少？(3) 当2个体积分别为0.4 L的CSTR串联时，第二个CSTR出口的转化率为多少？(4) 当不同体积的PFR和CSTR串联时，PFR出口转化率为50%，CSTR出口转化率为80%，求各个反应器的

7、体积。5.3 在PFR中于1 atm、650 等温进行反应C4H8(A)C4H6(L)+H2(M)，反应速率方程rA=kpA kmol/(m3h)，k=106.48 kmol/(m3hatm)。原料气为丁烯和水蒸气的混合物，其摩尔比为1。若要求丁烯转化率为0.9，空时应为多少？5.4 70 、1atm条件下，在高和直径相等的圆柱形催化剂上进行某一级反应，反应速率rA=kcA=10-5 mol/(scm3cat)。已知孔容为0.5 cm3/g，比表面积为160 m2/g，曲节因子为4.8，孔隙率为0.33，分子量为58。如要求催化剂内扩散对总速率基本上没有影响，试计算此时催化剂的粒度。R=82.06 atmcm3/(molK)=0.08206 atmm3/(kmolK)第 2 页 共 3 页