2012年昆明理工大学829化学反应工程考研真题

资料内容：

2012年昆明理工大学829化学反应工程考研真题

真题原文：

昆明理工大学2012年硕士研究生招生入学考试试题(A卷)

考试科目代码： 829  考试科目名称 ：化学反应工程          
试题适用招生专业 ：081701  化学工程、081702  化学工艺、081704 应用化学、081705  工业催化、085216 化学工程
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。
1 True or False（15 points）（注意：全填一个字母不得分）
Directions: In this part, there are two choices for each blank. You are required to choose the ONE answer and fill in the blanks with the letter “T” or “F”.
（ ）1.1 收率可表明复合反应中主副反应的相对大小。
（ ）1.2 数学模型一般分为机理模型、半经验模型和经验模型。
（ ）1.3 合成氨反应为典型的气相均相反应。
（ ）1.4 空间时间的倒数称为空间速度。
（ ）1.5 平行反应是指反应生成的产物能进一步转化为其他产物的反应。
（ ）1.6 对于可逆放热反应，随反应物浓度的减少，反应速率减少。
（ ）1.7 闭式系统是指流体粒子在系统进口处有进无出，在出口处有出无进的系统。
（ ）1.8 分布密度为单位时间内流出设备的粒子量与粒子总量之比。
（ ）1.9 对两步均为一级的连串反应(E1＜E2)，等温操作的温度应采取先高后低呈下降型的序列。
（ ）1.10 所测得的E(τ)曲线存在双峰时，可判断反应器内出现了短路现象。
（ ）1.11 间歇恒容反应过程，达到一定反应率所需要的反应时间与反应器大小无关。
（ ）1.12 对绝热管式反应器，最终反应率越高，最佳进料温度越低。
（ ）1.13 催化剂有加快或减慢化学反应速率的作用。
（ ）1.14 只有在固定床中床层高度L超过颗粒直径dp的一百倍时，才可略去轴向返混的影响。
（ ）1.15 颗粒密度是指由催化剂自身构成的密度。
2 Cloze（15 points）
Directions: In this section, you are required to fill in the blanks with the exact words you have studied.
2.1 化学反应按相数和类别可分为（  ）和（  ）反应。
2.2 化学反应的反应率、收率和选择性的关系式为(  )。
2.3 单位体积、单位表面积和单位质量反应速率之间的换算关系：riV=（  ）riS=（  ）riW。
2.4 写出最佳温度和平衡温度的关系式(  )。
2.5 停留时间分布的函数有（  ）和（  ）两种。
2.6 对于轴向扩散模型，Pe增加，说明越接近(  )。
2.7 写出CSTR的热稳定条件式(  )、(  )。
2.8 在PFR中进行双反应组分平行反应，当主反应两反应组分的级数均大于副反应的，应选择(  )加料方式。
2.9 吸附按固体表面的吸附现象可分为(  )和(  )。
2.10 传热J因子JH = (  ) JD（传质J因子）。
3 Short answer question (48 points)
Directions: In this part, you are required to answer the questions in the fewest possible words.
3.1 写出膨胀因子和膨胀率的计算式，说明其物理意义，并分析惰性气体对它们的影响。
3.2 说明符合平推流和全混流流动的工业反应器，并写出它们的无因次平均停留时间和方差的值。
3.3 写出绝热温升的定义式，说明其物理意义以及不同反应绝热温升的大小。
3.4 试绘出在(1)过程为内扩散控制、(2)外扩散影响可以忽略情况下，可逆反应A B中反应物在球形颗粒上的浓度分布图，并写出它们的速率方程式。
4 Derivation (24 points，4.1：10 points, 4.2：4 points, 4.3：10 points)
4.1 Deduce the kinetic equation from the follow mechanism equations:
(Ⅰ) C + 2σ1   2C1/2σ1，(Ⅱ) D + σ2   Dσ2，(Ⅲ) 2C1/2σ1 + Dσ2   Pσ1+ Qσ2+ σ1，
(Ⅳ) Pσ1   P + σ1，(Ⅴ) Qσ2   Q + σ2
4.2 Deduce the mechanism equations from the kinetic equation:
4.3 恒容间歇下，反应A+B→L的动力学方程式为 （cA0 ≠ cB0），试推导其用浓度表示的等温积分形式 。
5 Calculation (48 points)
5.1 常压、高温下氨在铁催化剂上分解，反应计量方程式为NH3→0.5N2+1.5H2。现有含91%氨和9%惰性气体的原料进入反应器进行分解，在反应器出口处测得未分解的氨气为5%，求氨的转化率及反应器出口处组分的摩尔分数。
5.2 在PFR和CSTR反应器中进行二级反应，当进料初浓度从30%降到4%，若要求反应结果的残余浓度维持在0.1%，问进料体积流量应作何调整？分析计算结果。
5.3 纯组分A在PFR中进行气相反应A→4R，反应速率可用rA=kcA表示，为使转化率由1/3提高到2/3，问反应器体积要增大几倍？
5.4 流动管式反应器中进行环己烷C6H12催化脱氢制苯反应，原料气进料为：氢6 mol/ks，环己烷2 mol/ks，反应器出口环己烷转化率XA=14.2%，宏观反应速率RA=0.5 mol/(s·L)，球形催化剂直径dp=0.355 cm，孔容Vg=0.46 cm3/g，孔隙率εp=0.57，比表面积Sg=220 m2/g，曲节因子τ=4.5。分子扩散系数DAB=0.01cm2/s。反应于等温等压下进行，T=437 ℃，总压p=1.4 MPa (13.8 atm)，反应可视作一级不可逆反应，试计算催化剂的内扩散效率因子（假设内扩散影响严重）？

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