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化学反应工程华东理工大学期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内。）

1.对于一个不可逆的一级液相反应A→P在等温CSTR中进行，若反应速率常数k保持不变，当希望获得更高的反应转化率时，以下哪种操作方式通常更有效？

(A)增大反应体积V

(B)降低反应体积V

(C)提高反应物初始浓度CA?

(D)降低反应温度T

2.在进行反应动力学研究时，若发现反应速率与反应物浓度A的平方成正比，而与反应物浓度B无关，则该反应对A的反应级数为：

(A)0

(B)1

(C)2

(D)3

3.根据范特霍夫方程，当反应温度T升高时，对于放热反应（ΔH0），其平衡常数K将：

(A)增大

(B)减小

(C)保持不变

(D)可能增大也可能减小，取决于具体反应

4.对于一个等温PFR，进行某二级液相反应A→P，若反应物初始浓度CA?增加，在其他条件不变的情况下，反应器出口转化率Xe将：

(A)增加

(B)减小

(C)保持不变

(D)无法确定

5.在绝热PFR中进行放热反应，为防止温度过高导致副反应发生或反应失控，常采用多段绝热PFR的设计，其主要目的是：

(A)增大反应器体积

(B)增加反应热积累

(C)降低反应器出口温度

(D)提高反应物初始浓度

6.对于等温CSTR和等温PFR中进行相同的不可逆一级反应A→P，若两者具有相同的空时τ，且反应器尺寸（体积）相同，则达到的出口转化率Xe通常为：

(A)CSTRPFR

(B)CSTRPFR

(C)CSTR=PFR

(D)取决于反应活化能

7.在间歇反应器中进行液相反应，若反应过程中伴随有显著的体积变化，则在计算反应进程时，应采用：

(A)反应物浓度

(B)反应物摩尔分率

(C)反应物体积分数

(D)总分率

8.停留时间分布(RTD)曲线下的面积代表：

(A)平均停留时间

(B)停留时间分散系数

(C)进料流量

(D)反应器体积

9.对于气固相催化反应，以下哪项不是影响催化剂性能的关键因素？

(A)表面积

(B)孔径分布

(C)机械强度

(D)反应物浓度

10.在多釜串联反应器(CSTRsinSeries)中进行液相反应，与单个CSTR相比，其主要优点之一是：

(A)可获得比单个CSTR更高的出口转化率

(B)对反应动力学模型的要求更低

(C)操作更加简单

(D)可处理更宽的温度范围

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）

1.对于一个n级反应A→P，其速率方程的一般形式为rA=_______，其中k为速率常数，CA为反应物A的浓度。

2.Arrhenius方程描述了反应速率常数k与温度T的关系，其形式为k=A*exp(_______)，其中Ea是活化能，R是气体常数。

3.在绝热操作的CSTR中进行放热反应，为控制反应温度，通常需要在反应物料进入反应器前进行_______。

4.当反应热效应不大或反应放热量较小时，等温操作的PFR和CSTR在性能上可能没有本质区别。

5.衡量停留时间分布离散程度的统计参数是_______。

6.对于简单的放热反应，绝热温升(ΔTad)是指绝热操作条件下，反应器出口温度相对于入口温度的_______。

7.选择连续流动反应器（如PFR）还是连续搅拌釜式反应器（CSTR），除了考虑转化率要求外，还需要综合考虑_______、_______和_______等因素。

8.在进行反应器放大时，需要考虑传递现象的影响，例如反应器尺寸增大可能导致_______效应增强，从而影响反应器性能。

三、简答题（每小题5分，共15分。）

1.简述Arrhenius方程中活化能(Ea)的物理意义。

2.简要说明什么是反应的选择性，并举例说明影响串联反应选择性的因素。

3.在什么情况下，采用多段绝热PFR比单段绝热PFR更为有利？简述其基本原理。

四、计算题（共45分。）

1.(