2011年反应工程A卷参考答案
《化学反应工程》试题及答案
精心整理《化学反应工程》试题一、填空题1.质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传一反.2.物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出=累积。
3.着眼组分A转化率x A的定义式为x A=(n A0-n A)/n A0。
4.总反应级数不可能大于3。
5.反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为m3/kmol·h。
6.7.8.9.105倍。
10.11.12.13.反应14.n倍15.n倍16.17.对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越大。
18.某平行反应主副产物分别为P和S，选择性S P的定义为(n P-n P0)/(n S-n S0)。
19.某反应目的产物和着眼组分分别为P和A其收率ΦP的定义为(n P-n P0)/(n A0-n A)。
20.均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反应速率。
21.根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有速率控制步骤、拟平衡态。
22.对于连续操作系统，定常态操作是指温度及各组分浓度不随时间变化。
23.返混的定义：不同停留时间流体微团间的混合。
24.平推流反应器的返混为0；全混流反应器的返混为∞。
25.空时的定义为反应器体积与进口体积流量之比。
26. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V-=0。
27. 不考虑辅助时间，对反应级数大于0的反应，分批式完全混合反应器优于全混流反应器。
28. 反应级数>0时，多个全混流反应器串联的反应效果优于全混流反应器。
29. 反应级数<0时，多个全混流反应器串联的反应效果差于全混流反应器。
30. 反应级数>0时，平推流反应器的反应效果优于全混流反应器。
31. 反应级数<0时，平推流反应器的反应效果差于全混流反应器。
32. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 采用无因次化停留时间后，F (θ)与F (t)的关系为F (θ)=F (t)。
[化学反应工程]考试卷(附答案)
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西南科技大学网络教育学院（2017）/（2018）学年第 2 学期试题单〈A卷〉课程名称：化学反应工程专业班级：命题教师：廖辉伟学生姓名：学号：成绩：考试时间：月日一、单选题 ( 每题3分，共10题，共30分，下列各小题备选答案中，只有一个符合题意的答案。
多选、错选、不选均不得分 )1. 对一级反应，反应物浓度C与时间t的关系是:(A) 以1/C对t作图为直线 (B) 以C对t作图为直线(C) 以㏑C对t作图为直线 (D) 以C对1/t作图为直线2.关于催化剂的作用，下列说法中不正确的是(A) 催化剂能改变反应途径 (B) 催化剂能改变反应的速率(C) 催化剂能改变体系的始末态 (D) 催化剂能改变反应的活化能3.某反应的速率常数为0.099min-1，反应物的初始浓度为0.2mol·dm-3，则反应的半衰期为___。
A. 7minB. 1.01minC. 4.04minD. 50.5min4. 若反应速率常数的量纲是：[浓度]·[时间]-1，则该反应是：(A)三级反应 (B)二级反应 (C) 一级反应 (D) 零级反应5.加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪一个发生改变___ ___？A. 反应热B. 平衡常数C. 反应熵变D. 速率常数6.某反应, 以㏒(-dC/dt) 对㏒C作图得直线, 如果该反应为二级, 则直线的(A)截距=2 (B) 截距=0.3010(C) 斜率=2 (D) 截距/斜率=27.今有一可逆反应，欲用某种催化剂，以增大正反应产物的产量，该催化剂应该具有下列哪一性质？A. 仅能增大正反应速率B. 同等程度地催化逆反应，从而缩短达到平衡时的时间C. 能使平衡常数发生改变，从而增加正反应速率D. 降低正反应活化能，从而使正反应速率加快8.催化剂能极大地改变反应速率, 以下说法不正确的是。
A. 催化剂改变了反应历程B. 催化剂降低了反应的活化能C. 催化剂改变了反应的平衡, 以致使转化率大大地提高了D.催化剂能同时加快正向和逆向反应速率9.在对峙反应A+B→C+D中加入催化剂时, 那么(A) K1增大 K-1增大 K1/ K-1增大(B) K1增大 K-1减小 K1/ K-1增大(C) K1增大 K-1增大 K1/ K-1不变(D) K1增大 K-1增大 K1/ K-1减小10.某反应的速率常数k=0.0462－1，又知初始浓度为0.1mol.dm－3，则该反应的半衰期为:(A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分 (D) 1/(4.62×102×0.1)分二、填空题1 ( 每题4分，共5题，共20分 )11.理想气体双分子反应 A+B→产物, 反应温度600K, 阈能95KJ．mol-1, 活化能97.5 KJ．mol-1, 其有效碰撞分数是____________.12.某反应在10℃时，k = 2.0×103 s-1，Ea（正）=20 kJ·mol－1，当T = 25℃时，k =。
《化学反应工程》期末考试试题及答案
《化学反应工程》试题XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷（答案）2011—2012学年第一学期一、单项选择题： （每题2分，共20分）1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A )A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2)B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应(2)C ．反应(1)的活化能小于反应(2)D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2)2.四只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2θσ为( B )A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．03．对一平行—连串反应R A QP A −→−−→−−→−)3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2<E 1<E 3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ B ）。
A ．先高后低 B.先低后高 C ．高温操作 D ．低温操作4．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为( A )。
两釜反应温度相同。
A ．-r A1 > -r A2B ．-r A1 = -r A2C ．-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大5. 已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N 为（ B ）。
A ． 4.5 B. 5.6 C ．3.5 D ．4.06．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。
A ．物理吸附B ．化学反应C ．化学吸附D ．质量传递7．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B )A ．堆(积)密度B ．颗粒密度C ．真密度D ．平均密度8．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一种( C )。
化学反应工程试卷及答案
化学反应工程试卷及答案第 2 页 共 7 页.化学反应工程试卷及答案一、填空题（共25分,每空1分）1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。
3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。
4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。
5．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。
6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。
7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。
8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。
9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。
10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。
而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。
11．对于反应级数0<n 的反应，为了降低反应器容积，应选用 反应 器为宜；对于反应级数0>n 的反应，为了降低反应器容积，应选用 反应器为宜。
12．固定床催化反应器主要缺点是 ， 。
13．有效因子物理意义 =η 。
14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板，搁板上放置 ，层与层之间设置气体的 装置。
二、选择题（共20分,每小题2分）1．对于可逆放热反应，为提高反应速率应( )。
普通高等学校招生全国统一考试理综(化学)试题(山东卷,解析)
2011年普通高等学校招生全国统一考试理综（化学）试题（山东卷，解析版）【标准答案】D【详细解析】本题考查基本概念。
A选项中石油的分馏是物理变化，利用各组分沸点不同，分离液态的混合物，得到馏分也为混合物；B选项中Ba2+有毒，用硫酸钡做钡餐的原因是它难溶于水也难溶于强酸，所以不会使用中毒，而不使用碳酸钡做钡餐；C选项中两者互为同位素；D选项中胶体中分散质微粒直径是1nm—100nm，葡萄糖注射液是溶液，分散质粒子直径小于1nm，故正确。
11.下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是A.乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2B.蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下能水解C.甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同D.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键13.元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。
下列说法正确的是A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价B.多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高C.P,S,Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强D.元素周期表中位于金属和非金属非界线附近的元素属于过渡元素【标准答案】C【详细解析】本题考查核外电子排布、元素周期律和元素周期表的应用。
A选项直接举反例，F无正价，O最高出现的是+2（OF2中），无+6价，故错误；B选项据能量最低原理可知离核近，能量低，故B不对；C选项P、S、Cl同周期从左到右，原子半径减小，原子核对核外电子吸引能力增加，得电子能力增强，非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物酸性增强，故正确；D选项金属和非金属交界线从第IIIA族开始，到0族终止（目前到第VIIA族），无过渡元素，而且过渡元素全部是金属，故D选项错误。
14.室温下向10mL pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后，下列说法正确的是A.溶液中导电粒子的数目减少B.溶液中33()()().CH COOCH COOH OHcc c--不变C.醋酸的电离程度增大，c（H+）亦增大D.再加入10mLpH=11的NaOH溶液，混合液pH=7吸氧腐蚀构成可逆电池，更不是原来的充电过程，故A错误；B选项电解的电量与电流强度和时间有关：Q=It,只要保持恒定电流，则据法拉第电解定律可知，通过的电量与析出的锌成正比，因而B选项错误；电解（电镀）时通常是阴、阳离子分别同时在阳极和阴极放电，放电的速率与电流强度成正比，温度对离子的放电几乎无影响（若不是离子就另当别论了），故C正确；D选项中镀锌铁我们也称之为白口铁，镀层破损后，构成原电池，锌做活泼做负极被腐蚀，铁受保护（与轮船底的牺牲阳极的阴极保护法一样），如果镀锡铁（马口铁）破损，则由于铁比锡活泼，则铁被腐蚀，故D 选项表述错误。
化学反应工程习题及答案
题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。
正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。
正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。
题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。
题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。
题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。
题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。
题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。
题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。
题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。
题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。
题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。
题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
2011年全国统一高考化学试卷(新课标卷)解析
2011年全国统一高考化学试卷（新课标卷）一、选择题3．（2011•江西）下列反应中，属于取代反应的是（）①CH3CH=CH2+Br2CH3CHBrCH2Br②CH3CH2OH CH2=CH2+H2O③CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O④C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O．4．（2011•江西）将浓度为0.1mol•L﹣1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是5．（2011•江西）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）7．（2011•江西）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大．元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰二、解答题（共3小题，满分29分）8．（14分）（2011•江西）0.80gCuSO4•5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示．请回答下列问题：（1）试确定200℃时固体物质的化学式（要求写出推断过程）；（2）取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为．把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为，其存在的最高温度是；（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为；（4）在0.10mol•L﹣1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=mol•L﹣1（K sp[Cu（OH）2]=2.2×10﹣20）．若在0.1mol•L﹣1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是mol•L﹣1．9．（2011•江西）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ•mol﹣1、﹣283.0kJ•mol﹣1和﹣726.5kJ•mol﹣1．请回答下列问题：（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是kJ；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为；（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是（填序号）①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）=mol•L﹣1•min﹣1②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小③该反应为放热反应④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为；（5）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为，正极的反应式为．理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）．10．（15分）（2015•莱州市校级模拟）氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂．某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙．请回答下列问题：（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为（填仪器接口的字母编号）（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）．A．加热反应一段时间B．收集气体并检验其纯度C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH2生成．①写出CaH2与水反应的化学方程式；②该同学的判断不正确，原因是．（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是．三、选修部分11．（2011•江西）【化学﹣﹣选修2：化学与技术】普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散．请回答下列问题：（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存．经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学（离子）方程式为．（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等．这样操作产生的主要问题是；②喷洒Zn（C2H5）2．Zn（C2H5）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷．用化学（离子）方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理、．（3）现代造纸工艺常用钛白粉（TiO2）替代明矾．钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿（主要成分为FeTiO3）为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：①FeTiO3+C+Cl2TiCl4+ FeCl3+CO②TiCl4+O2TiO2+Cl2．12．（2011•江西）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示请回答下列问题：（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是、；（2）基态B原子的电子排布式为；B和N相比，电负性较大的是，BN中B元素的化合价为；（3）在BF3分子中，F﹣B﹣F的键角是，B原子的杂化轨道类型为，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4﹣的立体结构为；（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为，层间作用力为；（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子，立方氮化硼的密度是g•pm﹣3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N A）．13．（2011•江西）香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中．工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）已知以下信息：①A中有五种不同化学环境的氢②B可与FeCl3溶液发生显色反应③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基．请回答下列问题：（1）香豆素的分子式为；（2）由甲苯生成A的反应类型为；A的化学名称为（3）由B生成C的化学反应方程式为；（4）B的同分异构体中含有苯环的还有种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有种；（5）D的同分异构体中含有苯环的还有种，其中：①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是（写结构简式）②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是（写结构简式）2011年全国统一高考化学试卷（新课标卷）参考答案与试题解析一、选择题的物质的量为=1mol3．（2011•江西）下列反应中，属于取代反应的是（）①CH3CH=CH2+Br2CH3CHBrCH2Br②CH3CH2OH CH2=CH2+H2O③CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O④C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O．4．（2011•江西）将浓度为0.1mol•L﹣1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是，当）不变，则5．（2011•江西）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）7．（2011•江西）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大．元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰二、解答题（共3小题，满分29分）8．（14分）（2011•江西）0.80gCuSO4•5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示．请回答下列问题：（1）试确定200℃时固体物质的化学式CuSO4•H2O（要求写出推断过程）；（2）取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为CuSO4CuO+SO3↑．把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为CuSO4•5H2O，其存在的最高温度是102℃；（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为2H2SO4（浓）+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O；（4）在0.10mol•L﹣1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）= 2.2×10﹣8mol•L﹣1（K sp[Cu（OH）2]=2.2×10﹣20）．若在0.1mol•L﹣1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是0.2mol•L﹣1．4O449．（2011•江西）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ•mol﹣1、﹣283.0kJ•mol﹣1和﹣726.5kJ•mol﹣1．请回答下列问题：（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=﹣443.5kJ•mol﹣1；（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是③④（填序号）①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）=mol•L﹣1•min﹣1②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小③该反应为放热反应④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为；（5）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+，正极的反应式为O2+6H++6e﹣=3H2O．理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为96.6%（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）．中=，故答案为：；O；O10．（15分）（2015•莱州市校级模拟）氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂．某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙．请回答下列问题：（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为i→e，f→d，c→j，k（或k，j）→a（填仪器接口的字母编号）（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞BADC（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）．A．加热反应一段时间B．收集气体并检验其纯度C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH2生成．①写出CaH2与水反应的化学方程式CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑；②该同学的判断不正确，原因是金属钙与水反应也有类似现象．（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色．（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便．三、选修部分11．（2011•江西）【化学﹣﹣选修2：化学与技术】普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散．请回答下列问题：（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存．经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学（离子）方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O．（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等．这样操作产生的主要问题是过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损；②喷洒Zn（C2H5）2．Zn（C2H5）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷．用化学（离子）方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理Zn（C2H5）2+H2O=ZnO+2C2H6↑、ZnO+2H+=Zn2++H2O．（3）现代造纸工艺常用钛白粉（TiO2）替代明矾．钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿（主要成分为FeTiO3）为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：①2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO②1TiCl4+1O21TiO2+2Cl2．12．（2011•江西）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示请回答下列问题：（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O、B2O3+2NH32BN+3H2O；（2）基态B原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N相比，电负性较大的是N，BN 中B元素的化合价为+3；（3）在BF3分子中，F﹣B﹣F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4﹣的立体结构为正四面体；（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键（或极性共价键），层间作用力为分子间作用力；（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子，立方氮化硼的密度是g•pm﹣3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N A）．432BN+3H×+6×+4=8，432BN+3H432BN+3H×××+6×+4=8，一个立方氮化硼晶胞的体积是（．故答案为：13．（2011•江西）香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中．工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）已知以下信息：①A中有五种不同化学环境的氢②B可与FeCl3溶液发生显色反应③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基．请回答下列问题：（1）香豆素的分子式为C9H6O2；（2）由甲苯生成A的反应类型为取代反应；A的化学名称为2﹣氯甲苯（或邻氯甲苯）（3）由B生成C的化学反应方程式为；（4）B的同分异构体中含有苯环的还有4种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有2种；（5）D的同分异构体中含有苯环的还有4种，其中：①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是（写结构简式）②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是（写结构简式）应为，对比为，结合，故答案为：的结构简式是，也可以是中既能发生银境反应，又能发生水解反应的是的是；。
反应工程题库(答案自己做的,仅供参考)
一、是非题：（正确的打“√”，错误的打“×”） 1．对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。
（× ）2．多个PFR 串联或多个CSTR 串联，其流型仍为活塞流或全混流。
（ × ）3．对于零级反应，由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。
（ × ）4．在进行均相反应动力学实验时，既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器中进行，但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。
( × )5． 间歇釜式反应器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。
（ × ）6．在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由于西勒（Thiele ）模数与反应物浓度无关，因此内扩散有效因子在床内为常数。
（ ×）7．由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽，因此NFR t CSTR t )()(22σσ>。
（ × ）8．在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转化率的关系才呈线性。
（ × ）9.在任意转化率下，一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。
√10．在相同的温度下，一级连串不可逆反应A →P →Q ，在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。
（ √ ）11．在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。
（ × ）12．因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数相同。
（ × ）13．一自催化反应P A k−→−,若(-R A )=kC A C P ，由于反应级数大于零，则在达到相同的转化率时，所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
（ ）14．在间歇反应器（BR ）中和活塞流反应器（PFR ）中等温进行同一反应，若C A0、x Af 相同时，则t BR = τPFR 。
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《化学反应工程》期末考试试题A 卷参考答案
一、填空（每空3分，共24分）
1、在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就 愈小 。
2、气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠__分子引力__结合的，而化学吸附是靠__化学键__结合的。
3、在等温活塞流反应器中进行一级均相反应，反应器体积不变，进口浓度C A0从1mol/L 增加到2mol/L ，如果出口转化率不变，则进料体积流量V 0必须 不变 ；
4、活化能的大小直接反映了___反应速率 _____对温度的敏感程度。
5、对于等温下进行串联反应S P A k k −→−−→−
21，在达到相同转化率的情况下，平推流反应器的效果 优于 全混流反应器。
6、用阶跃示踪法测停留时间分布时，通入示踪物5秒后测得F(t)=0.8，这说明通过该反应器的流体中80%的停留时间为 小于等于5秒 ，20%停留时间为 大于5秒 。
二、选择题（每题3分，共24分）
1、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用__A 。
A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
C. 循环操作的平推流反应器
D. 全混流串接平推流反应器 2、全混流反应器停留时间分布特征值方差2θσ为 B 。
A 、0
B 、1
C 、t
D 、∞
3、气相反应2423CO H CH H O +↔+，进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子c o δ= A 。
A . -2 B. -1 C. 1 D. 2 4.反应级数n= C 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2
5、对于单一反应组分的平行反应((A S A P →→主），副），其瞬间收率A ϕ随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 A 。
A.全混流反应器
B. 全混流串接平推流反应器
C. 多釜串联全混流反应器
D. 平推流反应器 6. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。
A. E （t ）曲线
B. F （t ）曲线
C. I （t ）曲线
D. y （t ）曲线
7、反应物A 的水溶液在等温全混流反应器中进行两级反应，出口转化率为0.4，若改为等体积的活塞流反应器中进行，则出口转化率为 C 。
A. 0.4
B. 0.5
C. 10/19
D. 9/19
8、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_D_。
A. 平均停留时间 B. 反应时间t C. 停留时间t D. 空时τ
三、简答题（本大题共25分）
1、（12分）已知一反应体系
12
20.5
10.52
22 2 k P A B
k Q A B
A B P r k c c A B Q r k c c
+−−→=+−−→=
为使目的产物P 的选择性高，应选择：
(1) 若采用间歇反应釜，宜采用何种其加料方式？ (2) 若采用管式反应器，宜采用何种其加料方式？ (3) 若E 1>E 2，则反应温度应尽可能采用高温或低温？
答：有动力学方程可知，c A 越高和c B 越低选择性越高。
(1) 采用间歇反应釜，要保证c A 较高而c B 较低，可采取半连续进料，即A 物质一
次性加入，而B 物质慢慢连续加入，即可达到上述要求。
（4分）
(2) 若采用管式反应器，要保证c A 较高而c B 较低，可采取A 物质一次性从入口加入，而B 物质分段加入，如下图所示。
a) 要求A 和B 的浓度都高
(b)要求A 的浓度高，B 的浓度低
(c)要求B 的浓度高，A
的浓度低A
B
B
A
（4分）
(3) 若E 1>E 2，则反应温度应尽可能采用高温。
（4分） 2、（8分）简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？
答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，（2分）在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为c A0的流体，（2分）同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化。
（2分）对应的曲线
为F （t ），0
()A
A c F t c =。
（2分）
3、（5分）对于可逆放热反应如何选择操作温度？
答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度；（2分）
2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；（2分）
3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
（1分）四、计算题（共
27分）
1、（15分）某自催化反应A R →，反应速率式A A R r kc c =，某温度下k=1.5m 3/(kmol ·h)，进口原料中含A 0.9 kmol/ m 3含R 0.1 kmol/ m 3，原料的进料量为2 m 3/h ，要求A 的最终浓度降到0.1 kmol/ m 3，求（1）反应速率最大时，A 的浓度为多少？（2）采用全混流反应器时，反应器体积是多大？（3）采用平推流反应器时，反应器体积是多大？（4）为使反应器体积为最小，应如何组合全混流和平推流反应器？其最小体积为多少？
解：（1）反应速率式(1)A A R A A r kc c kc c ==-，当1A A c c =-时，即30.5/A c kmol m =反应速率
最大 (3分) （2）由设计方程010.90.1
5.93(0.91) 1.50.1(10.1)
A A A A c c h k c c τ--=
==-⨯⨯-
302/Q m h = （公式1分，结果1分） 302 5.9311.86r V Q m τ=⋅=⨯= （公式1分，结果1分）
（3）由设计方程
00030011 5.86(1)1A
A A A A A c c c A A A
r c c c A A A A Q dc dc dc V Q m k c c k c c ⎛⎫=-=-+= ⎪--⎝⎭
⎰⎰⎰ （公式2分，结果2分）
（4）为使反应器体积为最小，应采用全混流-平推流反应器，即全混流反应器A 的出口浓度为30.5/A c kmol m =，进入平推流反应器。
对全混流反应器进行物料衡算：
0111110.90.5
0.267(1) 1.50.5(10.5)
A A A A c c h k c c τ--=
==-⨯⨯- (1分)
对平推流反应器进行物料衡算：
1112111 2.0(1)1A
A A A A A c c c A A A
c c c A A A A dc dc dc h k c c k c c τ⎛⎫=-=-+= ⎪--⎝⎭
⎰⎰⎰ (1分) 3120()(0.267 2.0)2 4.53r V Q m ττ=+=+⨯= (2分)
2、（12分）在一闭式容器中进行停留时间分布的脉冲实验，测得数据如下：
t (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 C A (kg/m 3)
6.5
12.5
12.5
10.0
5.0
2.5
1.0
求：⑴ E （t ）、t 、2θσ；
⑵多釜串联模型参数N 。
解： (1) []30Kg/m 100)0.15.20.50.105.125.125.62(002
2
C =++++++++=（1分）
t
2 4 6 8 10 12 14 16 A0
A
C C E(t)=
0 0.065 0.125 0.125 0.1 0.05 0.025 0.01 0 tE(t) 0 0.13
0.5 0.75 0.8 0.5 0.3 0.14 0 t 2E(t)
0.26
2
4.5
6.4
5
3.6
1.96
（写出E(t)数值，2分）
[])175.0375.0625.019375.0625.01625.0(2002
2
dt tE(t)t 0
++++++++=
=⎰∞
= 6.24min （公式2分， 结果1分）
[]22
22t
24.6-96.16.354.65.4226.02(002
2
t -E(t)dt t ++++++++=
=⎰∞σ = 47.44 38.94 = 8.50min 2 （公式1分， 结果1分）
218.024
.650
.8t
2
2
2
t 2
==
=
σσθ （公式1分， 结果1分） (2) 2
1
1
N 4.580.218
θσ==
= （公式1分，结果1分）。