解放军文职招聘考试化学反应工程试卷B-解放军文职人员招聘-军队文职考试-红师教育
发布时间：2017-06-24 20:24:20中国石油大学（北京）远程教育学院模 拟 考 试 卷化学反应工程 试卷B (开卷)题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分一、在一个连续流动的等温反应器中进行着反应，计算当进料的摩尔流率为5mol/h，假设反应速率-rA为：（1）-rA=kCA， k=0.0001s-1 时（2）-rA=kCA2， k=3 L/mol.h 时求转化率为0.9时，对CSTR和PFR反应器需要的反应器体积。（20分）二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：，该反应对A和B均是一级。反应器的入口体积流率为1.8 L/min，进料为等摩尔的组分A和B。入口温度和压力分别是627℃和12 atm，在此温度下的反应速率常数k＝3 L/mol.min。求：（1）反应器入口处A的浓度？ （5分）（2）当A的转化率为85%时的浓度？（6分）（3）A的转化率为85%时所需的反应器的体积？（8分）三、有如下平行反应：其动力学方程分别为：，，其中，（1）当A和B的初始浓度为，A和B均从反应器入口加入，计算A的转化率为0.8时的瞬时选择性。（4分）（2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分）四、某一级液相基元反应A P，其反应速率常数为，对液相反应器进行RTD分析，得到反应器的平均停留时间为45 min，方差为210min2，请采用多釜串联模型计算反应器的转化率（10分）。五、在一转框反应器中进行气固催化反应实验，得到下列数据No. 转速N 粒径dp，mm 出口反应物浓度CA，mol/l 反应速率－rA，mol/l.s1 500 1.8 0.08 0.32 1000 1.8 0.08 0.33 1000 1.2 0.08 0.74 1000 0.6 0.08 0.95 1000 0.4 0.08 1.06 1000 0.2 0.08 1.0（1）请分析该实验装置的外扩散阻力情况？（3分）（2）请分析该实验装置的内扩散阻力情况？（6分）（3）请分别求出第2组和第4组实验中的内扩散有效因子？（6分）六、用直径为1mm的球形颗粒进行一级不可逆反应，气流主体中A的浓度为0.04kmol/m3，测得单位床层表观反应速率(－rA)obs＝400kmol/(m3.h)，组分A在颗粒内有效扩散系数为0.001m2/h，外部传质系数为KG＝50m/h。请问：（1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分）（2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分）七、 学完《化学反应工程》这门课后，你认为该门课在实际工业生产中将起到什么作用？（9分）中国石油大学（北京）远程教育学院模 拟 考 试 卷化学反应工程 试卷B (开卷)答案一、在一个连续流动的等温反应器中进行着反应，计算当进料的摩尔流率为5mol/h，假设反应速率-rA为：（1）-rA=kCA， k=0.0001s-1 时（2）-rA=kCA2， k=3 L/mol.h 时求转化率为0.9时，对CSTR和PFR反应器需要的反应器体积。（20分）（1）在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：在PFR中，一级不可逆反应的V的表达式：将CA0、CA、v和k的数值代入方程，得到：（2）在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：在PFR中，二级不可逆反应的V的表达式：将CA0、CA、v和k的数值代入方程，得到：二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：，该反应对A和B均是一级。反应器的入口体积流率为1.8 L/min，进料为等摩尔的组分A和B。入口温度和压力分别是627℃和12 atm，在此温度下的反应速率常数k＝3 L/mol.min。求：（1）反应器入口处A的浓度？ （5分）（2）当A的转化率为85%时的浓度？（6分）（3）A的转化率为85%时所需的反应器的体积？（8分）解：对于反应，入口处：FA0＝FB0，则yA0＝0.5，所以（1）由理想气体定律，可得入口处A的浓度为：（2）当A的转化率为85%时A的浓度为：（3）当A的转化率为85%时反应器的体积为：三、有如下平行反应：其动力学方程分别为：，，其中，（1）当A和B的初始浓度为，A和B均从反应器入口加入，计算A的转化率为0.8时的瞬时选择性。（4分）（2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分）解：根据瞬时选择性的定义：（1）由于A和B的初始浓度相同，而且反应过程二者的反应量相同，所以在整个反应过程中CA＝CB，所以瞬时选择性当A的转化率为0.8，CA＝CA0（1-0.8）＝1.36mol/l，S＝1.32；（2）由于，所以在反应过程中，为了使S尽可能大，需要使A的浓度尽可能高，而B的浓度尽可能低，为此可以采用以下方法：用管式反应器，连续将B注入反应器用一系列的CSTR反应器串联，在第一个反应器中注入A，在每一个反应器中注入B，这样进入下一个反应器之前B基本反应完。四、某一级液相基元反应A P，其反应速率常数为，对液相反应器进行RTD分析，得到反应器的平均停留时间为45 min，方差为210min2，请采用多釜串联模型计算反应器的转化率（10分）。解：计算串联反应釜的个数：对于n个反应釜串联的一级反应，转化率为：五、在一转框反应器中进行气固催化反应实验，得到下列数据No. 转速N 粒径dp，mm 出口反应物浓度CA，mol/l 反应速率－rA，mol/l.s1 500 1.8 0.08 0.32 1000 1.8 0.08 0.33 1000 1.2 0.08 0.74 1000 0.6 0.08 0.95 1000 0.4 0.08 1.06 1000 0.2 0.08 1.0（1）请分析该实验装置的外扩散阻力情况？（3分）（2）请分析该实验装置的内扩散阻力情况？（6分）（3）请分别求出第2组和第4组实验中的内扩散有效因子？（6分）解：（1）比较（1）和（2）两组数据可知：当转速改变时，反应速率不变，可见外扩散阻力非常小，外扩散的影响已消除。（2）比较（2）-（6）三组数据可知：当催化剂粒径由1.8mm减小到0.4mm时，反应速率发生变化，可见内扩散对反应过程有影响；当催化剂粒径由0.4mm减小到0.2mm时，反应速率不变化，可见内扩散对反应过程无影响。可见，当粒径小于0.4mm时，内扩散对反应过程无影响。（3）由定义可知：内扩散有效因子，第（2）组实验中，第（4）组实验中，六、用直径为1mm的球形颗粒进行一级不可逆反应，气流主体中A的浓度为0.04kmol/m3，测得单位床层表观反应速率(－rA)obs＝400kmol/(m3.h)，组分A在颗粒内有效扩散系数为0.001m2/h，外部传质系数为KG＝50m/h。请问：（1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分）（2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分）解：（1）由Mears判据得：可见外扩散无影响。（2）由Weisz-Prater判据得：由于外扩散无影响，所以CAS＝CAG可见内扩散有影响。可通过减小催化剂直径来消除内扩散的影响。七、 学完《化学反应工程》这门课后，你认为该门课在实际工业生产中将起到什么作用？（9分）答：通过本课程的学习，我们了解了化学反应工程是研究化学反应的工程问题的科学，它研究工业化学反应器的基本原理，对反应器中所进行的化学反应过程特征进行分析，结合具体的反应装置，综合研究反应器中的反应过程和物理传递过程。因此，该门课在实际工业生产中，可为正确选择反应器的型式和确定最经济的工艺路线和操作条件，对反应器进行最佳设计和最优控制，以及为工业反应过程的开发和反应器的放大提供技术依据。
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材料一：2017年6月24日5时45分，四川省阿坝州茂县叠溪镇新磨村新村组富贵山山体突发高位垮塌。垮塌方量巨大，约800万立方米，最大落差1600米，河道平面2500至3000米，堵塞河道约2公里。材料二：中国网6月26日讯据中央气象台消息，26日至28日，江南、华南西部以及云南、贵州等地有大到暴雨，其中，广西东北部、湖南中南部、江西中南部、福建西部等地的部分地区有大暴雨，过程雨量一般有80～200毫米，上述部分地区有短时强降水，局地伴有雷暴大风等强对流天气。中央气象台6月26日6时继续发布暴雨黄色预警。命题预测一：近年来各种自然灾害频发，对各级政府来说是很大的挑战，对此你怎么看?思路解析：本道题目以近期突发的自然灾害为背景进行命题，重在测试考生的综合分析能力。要作答好此题目，考生需要对政府关于应急处理的相关知识有一定的了解，并能够按照提出观点、论证观点、落实观点的思路来作答，只有三步完整才能全面的展示个人的综合分析能力。参考要点：1.能够宏观的表明自己对自然灾害与政府关系的认识，并标明对自然灾害应对的基本态度，例如自然灾害频发，严重威胁人民群众生命财产安全，做好灾害的处置工作是各级政府义不容辞的责任，也是政府履行基本职能的基本要求。2.全面分析，一方面需要分析自然灾害所带来的严重危害;另一方面要对政府在抗灾救灾中的基本职能进行分析，必要时也可以分析灾害发生的基本原因。3.对于如何更好地应对自然灾害，减少损失，提出针对性的措施，应该包括人防、物防、管理提升和思想认知等方面。命题预测二：你所在的乡镇突发自然灾害，造成严重人员伤亡，领导让你负责处理，你怎么办?思路解析：本道题目重在考查考生应急应变能力，要作答好此题，考生需要对处理突发自然灾害的基本方法和流程有所了解，并要有针对性的突出要点，体现自己实际工作的能力。参考要点：1.表明自己对突发自然灾害的认识，并说明处理的基本原则，例如突发自然灾害给群众生产生活造成重大影响，如不及时处理会造成严重的人员和财产损失，领导让我来处理，我会本着以人为本的原则进行处理。2.阐述具体的处理过程，包括对灾情的了解和前期处置，要重点突出以人为先，优先保证人的安全和生活问题;3.全面展示处理的基本过程，包括灾情上报、应急处理、调查评估、恢复重建等内容。4.对此次救灾处理情况进行汇总并上报，并做好后期的防灾减灾工作
