河南師范大學(xué)《化工熱力學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《化工熱力學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工結(jié)晶過程中，影響晶體生長速度和晶體形態(tài)的因素眾多。以下哪個(gè)因素通常對晶體生長速度的影響相對較?。浚ǎ〢.過飽和度B.攪拌強(qiáng)度C.溶液的pH值D.結(jié)晶器的材質(zhì)2、在化工設(shè)計(jì)中，需要考慮設(shè)備的布局和管道的走向。對于一個(gè)具有多個(gè)反應(yīng)釜和分離設(shè)備的化工廠，以下哪個(gè)原則在設(shè)備布局時(shí)應(yīng)首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范3、化工原理中，對于吸收塔的設(shè)計(jì)，若氣體的流量增大，而其他條件不變，為了保持相同的吸收率，以下哪種措施需要采??？（）A.增大吸收劑的流量B.減小吸收劑的流量C.增加塔板數(shù)D.減少塔板數(shù)4、在化工反應(yīng)的動力學(xué)研究中，通過實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)速率常數(shù)時(shí)，以下哪種實(shí)驗(yàn)方法的誤差通常較大？（）A.間歇反應(yīng)法B.連續(xù)流動法C.示蹤法D.靜態(tài)法5、對于化工中的化學(xué)反應(yīng)速率方程，以下關(guān)于其建立方法，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.建立化學(xué)反應(yīng)速率方程通常需要通過實(shí)驗(yàn)測定不同條件下的反應(yīng)速率，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和分析，確定反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)B.化學(xué)反應(yīng)速率方程可以通過理論推導(dǎo)直接得到，不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定C.只要知道反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，就可以寫出化學(xué)反應(yīng)速率方程D.化學(xué)反應(yīng)速率方程一旦確定，就不會隨反應(yīng)條件的改變而改變6、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高會導(dǎo)致平衡常數(shù)如何變化？同時(shí)，對反應(yīng)速率又會產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率加快B.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率加快C.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率減慢D.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率減慢7、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程，以下哪個(gè)因素對于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強(qiáng)度C.過飽和度D.晶種的加入量8、化工過程中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.較強(qiáng)的攪拌強(qiáng)度9、化工中的流化床燃燒技術(shù)在廢棄物處理中有應(yīng)用。在流化床燃燒過程中，以下哪個(gè)因素對燃燒效率的影響最為顯著？（）A.流化速度B.床料的性質(zhì)C.燃料的粒度D.過?？諝庀禂?shù)10、在化工過程的系統(tǒng)分析中，能量衡算至關(guān)重要。以下關(guān)于能量衡算的基本原理和方法，不正確的是（）A.遵循能量守恒定律B.考慮各種形式的能量轉(zhuǎn)化C.可以忽略能量損失D.準(zhǔn)確確定能量輸入和輸出項(xiàng)11、在化工萃取塔的操作中，以下哪種因素的變化對萃取效果的影響相對較小？（）A.萃取劑的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.兩相的接觸時(shí)間12、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)自催化反應(yīng)，以下哪種操作方式可能導(dǎo)致反應(yīng)失控？（）A.連續(xù)進(jìn)料B.間歇操作C.半間歇操作D.以上操作方式都不會導(dǎo)致失控13、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進(jìn)行共沸蒸餾時(shí)，以下哪種共沸劑的選擇原則最為關(guān)鍵？（）A.共沸劑與原混合物的沸點(diǎn)差B.共沸劑的毒性和安全性C.共沸劑與原混合物的互溶性D.共沸劑的價(jià)格和易得性14、在化工生產(chǎn)中的固體物料輸送，以下哪種輸送方式適用于長距離輸送？（）A.皮帶輸送機(jī)B.螺旋輸送機(jī)C.斗式提升機(jī)D.氣力輸送15、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究反應(yīng)級數(shù)的確定方法時(shí)，以下關(guān)于初始速率法的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.只需要測量反應(yīng)初始階段的速率B.可以消除產(chǎn)物的影響C.適用于復(fù)雜反應(yīng)D.實(shí)驗(yàn)操作簡單16、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR），以下關(guān)于其停留時(shí)間分布的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.停留時(shí)間分布較寬B.存在返混C.停留時(shí)間均一D.適用于慢反應(yīng)17、在化工中的結(jié)晶過程，關(guān)于影響結(jié)晶產(chǎn)品粒度分布的因素，以下哪種說法是正確的？（）A.結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布主要受溶液的過飽和度、攪拌強(qiáng)度、冷卻速率和晶種的加入等因素的影響B(tài).結(jié)晶過程中，溶液的過飽和度越低，結(jié)晶產(chǎn)品的粒度越大C.攪拌強(qiáng)度對結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布沒有影響，只影響結(jié)晶的速率D.晶種的加入會使結(jié)晶產(chǎn)品的粒度變小，不利于得到大顆粒的結(jié)晶產(chǎn)品18、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)連續(xù)流動的管式反應(yīng)器中的二級反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對于反應(yīng)器體積的影響最大？（）A.反應(yīng)物的初始濃度B.反應(yīng)速率常數(shù)C.進(jìn)料流量D.反應(yīng)溫度19、化工中的萃取塔設(shè)計(jì)需要考慮萃取劑的分散和聚并。對于一個(gè)需要高效萃取的過程，以下哪個(gè)萃取塔的內(nèi)部構(gòu)件能夠促進(jìn)萃取劑的分散？（）A.篩板B.填料C.轉(zhuǎn)盤D.攪拌器20、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于一個(gè)承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/421、在化工反應(yīng)的多相催化中，催化劑的載體具有重要作用。以下關(guān)于催化劑載體的功能，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.提高催化劑的活性B.增加催化劑的比表面積C.改善催化劑的熱穩(wěn)定性D.降低催化劑的成本22、化工原理中，對于精餾塔的設(shè)計(jì)，若要提高塔頂產(chǎn)品的純度，同時(shí)保持一定的處理量，以下哪種方法可行？（）A.增加塔板數(shù)B.減小回流比C.降低塔釜溫度D.增大進(jìn)料量23、在化工過程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要的措施之一。以下哪種余熱回收方式的效率通常較低？（）A.直接熱交換B.余熱發(fā)電C.熱泵回收D.自然散熱24、在化工過程的優(yōu)化中，常常需要對多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡。以下哪項(xiàng)不是常見的優(yōu)化目標(biāo)？（）A.最大化產(chǎn)量B.最小化能耗C.最大化設(shè)備投資D.最小化環(huán)境污染25、在化工吸收過程中，吸收劑的選擇至關(guān)重要。對于一個(gè)氣體吸收操作，以下哪種吸收劑的性質(zhì)不是主要的考量因素？（）A.吸收劑的化學(xué)穩(wěn)定性B.吸收劑的再生難度C.吸收劑的密度D.吸收劑對溶質(zhì)的選擇性26、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，材料的選擇至關(guān)重要。對于一個(gè)需要承受高溫高壓且具有腐蝕性介質(zhì)的反應(yīng)容器，以下哪種材料最為適合？（）A.不銹鋼B.鈦合金C.陶瓷D.碳鋼27、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)氣液反應(yīng)，若反應(yīng)主要在液相中進(jìn)行，提高反應(yīng)速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應(yīng)物濃度B.增大液相反應(yīng)物濃度C.提高反應(yīng)溫度D.增大氣液接觸面積28、在化工傳熱設(shè)備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內(nèi)部的工作液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)，在冷凝段冷凝，其傳熱過程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.相變傳熱29、在化工分離過程中，吸附分離常用于分離微量雜質(zhì)。以下關(guān)于吸附劑的再生方法，哪種方式通常能耗較低？（）A.加熱再生B.降壓再生C.置換再生D.吹掃再生30、對于化工中的傳熱設(shè)備，以下關(guān)于換熱器的強(qiáng)化傳熱方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.換熱器的強(qiáng)化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數(shù)可以通過增加流體的流速、改變流動狀態(tài)等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強(qiáng)化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會增加阻力損失，因此不應(yīng)采用這種方法來強(qiáng)化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強(qiáng)化傳熱二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)吸收塔中，用稀硫酸吸收廢氣中的氨氣，進(jìn)塔氣體中氨氣的分壓為20kPa，出塔氣體中氨氣的分壓為2kPa，吸收劑中硫酸的濃度為0.5mol/L，氣液接觸面積為10m^2，傳質(zhì)系數(shù)為0.05kmol/(m^2·h·kPa)。求氨氣的吸收速率。2、（本題5分）在一個(gè)萃取過程中，用有機(jī)溶劑從水溶液中萃取溶質(zhì)A。水相初始濃度為100g/L，有機(jī)相初始濃度為0。相比（有機(jī)相流量與水相流量之比）為1:2，分配系數(shù)為5。經(jīng)過三級錯(cuò)流萃取后，計(jì)算水相中溶質(zhì)A的剩余濃度。3、（本題5分）在一個(gè)吸收塔中用清水吸收空氣中的氨氣，進(jìn)氣中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，氣流量為1000mol/h，吸收劑用量為2000mol/h，平衡關(guān)系為y=0.8x，計(jì)算尾氣中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)。4、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)，催化劑顆粒直徑為5mm，孔隙率為0.4，床層空隙率為0.5，反應(yīng)速率常數(shù)為2h^-1，氣體流速為0.5m/s，求催化劑的有效因子。5、（本題5分）一個(gè)連續(xù)精餾塔分離甲醇（A）和水（B）的混合物，進(jìn)料組成中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=1.1，塔頂餾出液中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔釜液中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.02?；亓鞅葹?，相對揮發(fā)度為7。計(jì)算理論塔板數(shù)。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋在化工熱力學(xué)的實(shí)際氣體混合物性質(zhì)計(jì)算中，混合規(guī)則的選擇和應(yīng)用。2、（本題5分）分析在化工過程的萃取精餾中，回流比和溶劑比的協(xié)同優(yōu)化方法。3、（本題5分）簡述在化工過程的蒸餾塔設(shè)計(jì)與操作中，如何確定塔板數(shù)、塔徑和回流比等參數(shù)，保證蒸餾塔的分離效果和生產(chǎn)能力。4、（本題5分）化工過程中的燃燒反應(yīng)在能源利用和污染物排放方面具有重要影響，請說明燃燒反應(yīng)的基本原理和影響燃燒過程的因素，包括燃料性質(zhì)、氧氣供應(yīng)和溫度