2020 化学反应工程（许志美）(华东理工大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-02-25到2020-06-30
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【作业】第一章 绪论 第一章习题

1、 问题:甲醛和乙炔在催化剂作用下生成1,4-丁炔二醇。在涓流床反应器中进行，原料分离回收循环操作。某工厂生产中测得如下数据：反应器的甲醛浓度为10%（质量比），出反应器的甲醛浓度为1.6%，丁炔二醇的初浓度为0，出口浓度为7.65%。假设分离回收中无损失，试计算此反应过程中的转化率、选择率、单程收率和总收率。
评分规则: 【 分值：计算出此反应过程中的转化率、选择率、单程收率和总收率，各0.25分答案：0.84,0.635,0.534,0.635
】

【作业】第二章 化学反应动力学 第二章习题

1、 问题:有下列两个反应：（1）       C2H4 的二聚反应，反应温度为200℃，反应活化能=156.9kJ/mol（2）       C2H6  的二聚反应，反应温度为200℃，反应活化能=104.6kJ/mol为使反应速率提高一倍，计算所需提高的温度为多少？并讨论所计算的结果。
评分规则: 【 答案：8.4℃,12.7℃
】

2、 问题:一般反应温度上升10℃，反应速率增大一倍（即为原来的2倍）。为了使这一规律成立，活化能与温度间应保持如何关系？并求出下列温度下的活化能。温度（K）：300、400、600、800、1000。
评分规则: 【 答案：53.59kJ/mol，94.51 kJ/mol，210.92 kJ/mol，373.43 kJ/mol，582.05 kJ/mol
】

3、 问题:某工厂在间歇反应器中进行两次试验，初始浓度相同并达到相同的转化率，第一次试验在20℃下进行8天，第二次试验在120℃下进行10分钟，试估计反应活化能。
评分规则: 【 答案：活化能为67.55kJ/mol 
】

【作业】第三章 理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 第三章习题-1

1、 问题:醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应器中进行，5分钟转化率达0.5，问转化率为0.75需要增加多少时间？
评分规则: 【 答案：10min
】

2、 问题:在间歇反应器中进行某反应，初始浓度CA0=1mol/L，反应8分钟后，转化率为0.8；反应18分钟的转化率为0.9，求动力学方程式。
评分规则: 【 答案：n=2，k=0.5 (L/mol.min)
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 体积=2.17m3
】

4、 问题:见附件
评分规则: 【 比值1时，时间分别为5.31,47.7,524.4h。正确得1分。比值5时，时间分别为0.78,2.78,5.81h。正确得1分
】

5、 问题:上题4数据，当比值为5时，如用拟一级反应进行计算，与按二级反应计算结果进行比较。
评分规则: 【 此时时间分别为0.73,2.44,4.88h。正确得1分。
】

【作业】SPOC作业 第三章SPOC-1

1、 问题:见附件
评分规则: 【 证明过程合理正确。1分。
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 转化率=100%
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 9900s,9980s,9990s。1分。
】

【作业】SPOC作业 第三章SPOC-2

1、 问题:见附件
评分规则: 【 k1=0.0578 1/min,   k2=0.0289  1/min
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 平衡转化率=0.638。仅计算1组k1,k2。1分。平均值k1=6.37E-4  1/s;  k2=1.25E-4  1/s，且分析数据。1分。
】

3、 问题:见附件。
评分规则: 【 平衡转化率0.5；CB0=9mol/L
】

4、 问题:见附件
评分规则: 【 转化率0.9908。1分。收率0.684。1分。
】

5、 问题:见附件
评分规则: 【 证明过程合理正确。
】

【作业】第三章 理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 第三章习题-2

1、 问题:见附件
评分规则: 【 E=65.94kJ/mol
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 平衡转化率0.286；得1分。移走产物或降低温度，T=167.9°。得1分。
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 k1/k2=0.52. 1分最大Cp=0.0492，相应转化率=0.744. 1分。
】

4、 问题:见附件
评分规则: 【 k1=0.0462  1/min; k2=0.0231  1/min 。1分。主反应活化能比副反应大36.28 kJ/mol 。1分
】

【作业】SPOC作业 第四章SPOC

1、 问题:见附件
评分规则: 【  管长=140.8m
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 管长=13m ,空时=29.9s。得1分。停留时间=18.6s,。得1分。
】

【作业】第四章 理想流动管式反应器 第四章习题

1、 问题:见附件
评分规则: 【 分值：写出结题过程，得到正确答案1分答案：1.733m3
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 最大收率0.577。1分总选择率0.7145,体积0.2745。1分
】

【作业】SPOC作业 第五章SPOC

1、 问题:见附件
评分规则: 【 67.2L,96L,96L。各1分。
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 n=2,    0.667,    0.8 。       1分n=0,    0.5,        1.0 。       1分n=1,    0.632,    0.909 。  1分
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 证明过程合理，结论正确。1分
】

【作业】第五章 连续流动釜式反应器（CSTR） 第五章习题

1、 问题: 一级反应，在150℃等温PFR中可得转化率0.6，现改用同样大小的CSTR操作，处理量不变，要求转化率为0.7，问此时CSTR应在什么温度下操作？已知反应活化能为83.7kJ/mol。
评分规则: 【 分值：计算温度正确得1分。答案：T=440K.
】

2、 问题:一级反应A生成P，反应活化能为83.7kJ/mol，反应温度为150℃，在一管式反应器中进行，若其体积为Vp，如改用CSTR，其体积为Vm，说明Vp/Vm的表达式，若转化率为0.6和0.9，为使CSTR的体积和PFR的体积相同，则CSTR 应在什么温度下进行？
评分规则: 【 答案：转化率0.6时，Tm1=432K,。1分。转化率0.9时，Tm2=448.7K。1分。
】

3、 问题:在一个体积为300升的反应器中，86℃等温下将浓度为3.2kmol/m3的反应物A分解A→P+S该反应为一级反应，86℃下k=0.08(1/s)。最终转化率为98.9%，试计算A的处理量。（1）       若反应器为间歇操作，且设辅助时间为1.5min（2）       若反应器为CSTR，并将结果与（1）比较；（3）       若A的浓度增加一倍，其他条件不变，结果如何？
评分规则: 【 答案：（1）18.82 L/min。  1分（2）16.02 L/min。 1分（3）结果同（1）（2）。1分
】

4、 问题:见附件
评分规则: 【 答案：R=3时,V=11.4L。1分 R=0,V=无穷大; R=无穷大,V=50L。1分。
】

5、 问题:见附件
评分规则: 【 转化率=0.75。1分。
】

【作业】第六章 反应器中的混合现象 第六章习题

1、 问题:有一全混釜反应器，已知反应器体积为100L，流量为10L/min，试估计离开反应器的物料中，停留时间为0～1min，2-10min和大于30min的物料所占的分率。
评分规则: 【 答案：0.095；0.451；0.05。每个答案1分。
】

2、 问题:在CSTR中进行液相反应，产物为固相，反应为一级，已知k=0.02(1/min)，固体颗粒平均停留时间为100(min)，求：（1） 平均转化率？（2） 若转化率低于30%为不合格，试估计不合格产品所占百分率？（3） 若改用两个等体积的CSTR串联（总体积不变），试估算不合格产品的百分率？
评分规则: 【 分值：（1）1分；（2）1分；（3）1分答案：（1）xA=0.667；（2）16.3%；（3）5.03%
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 平均停留时间6.24min。1分方差8.50，无因次方差0.218。1分
】

4、 问题:见附件
评分规则: 【 转化率0.833
】

【作业】SPOC作业 第六章SPOC

1、 问题:见附件
评分规则: 【 （1）1，无穷大，0,0,0                           1分（2）0.632,0.368,0.551,0.449,0.301        1分    （3）1,0,0,1,1                                        1分
】

2、 问题:见附件
评分规则: 【 （1）0.6809。（2）0.6756。1.0分（3）0.7233。（4）0.5626。1.0分
】

3、 问题:见附件
评分规则: 【 转化率=0.75
】