徐州工程學院《化工熱力學》2022-2023學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁徐州工程學院《化工熱力學》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在化工自動化控制中，以下哪種控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)對被控變量的無差調(diào)節(jié)？（）A.位式控制B.比例控制C.積分控制D.微分控制2、在化工過程的優(yōu)化設計中，需要綜合考慮經(jīng)濟和技術因素。對于一個投資較大但運行成本較低的工藝方案，以下關于其經(jīng)濟性的評價，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟可行的B.一定是不經(jīng)濟的C.需要通過詳細的經(jīng)濟分析來確定D.僅根據(jù)投資和運行成本無法判斷3、在化工過程模擬中，常用的軟件可以幫助優(yōu)化工藝參數(shù)。以下關于化工過程模擬軟件的功能和應用，不準確的是（）A.可以預測產(chǎn)品質(zhì)量B.不能進行成本估算C.能夠優(yōu)化操作條件D.輔助設計工藝流程4、在化工過程的優(yōu)化中，目標函數(shù)的建立是關鍵步驟之一。以下關于目標函數(shù)的選擇和構建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標函數(shù)的構建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素5、在化學反應工程中，對于一個非均相催化反應，以下關于催化劑外擴散阻力的消除方法，不正確的是：（）A.提高攪拌速度B.減小催化劑顆粒尺寸C.增加反應物濃度D.升高反應溫度6、對于化工過程中的精餾塔塔頂冷凝器，以下哪種冷卻介質(zhì)的冷卻效果最好？（）A.水B.空氣C.冷凍鹽水D.導熱油7、在化工反應工程中，對于一個自催化反應，其反應速率與反應物濃度的關系具有特殊的特點。以下關于自催化反應的描述，哪項是不正確的？（）A.反應初期速率較慢B.存在一個最佳反應物濃度使反應速率最大C.反應后期速率減慢D.反應速率始終隨反應物濃度的增加而增加8、在化工熱力學中，以下哪種狀態(tài)方程在計算高溫高壓下氣體的性質(zhì)時較為準確？（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.范德華方程C.Redlich-Kwong方程D.Peng-Robinson方程9、在化工設備的設計中，換熱器的設計需要考慮傳熱效率和壓降。對于一個管殼式換熱器，以下關于折流板的作用，不正確的是：（）A.增加傳熱面積B.提高流速C.支撐管束D.減小壓降10、在化工流體輸送系統(tǒng)中，離心泵是常用的設備之一。當輸送高黏度液體時，離心泵的性能會發(fā)生以下哪種變化？（）A.揚程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不變11、在化工分離過程中，超濾膜分離技術常用于分離大分子物質(zhì)。以下關于超濾膜的特點，哪種描述是不正確的？（）A.截留分子量固定B.操作壓力低C.分離精度高D.容易被污染12、在化工精餾過程中，進料熱狀態(tài)會影響精餾塔的操作。以下哪種進料熱狀態(tài)會使精餾段的塔板數(shù)增加，提餾段的塔板數(shù)減少？（）A.過熱蒸汽進料B.飽和蒸汽進料C.氣液混合物進料D.冷液進料13、在化工過程的控制系統(tǒng)中，反饋控制是常見的控制方式之一。以下關于反饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.能夠克服擾動的影響B(tài).控制作用基于偏差C.可以實現(xiàn)無差控制D.響應速度較慢14、在化工結晶過程中，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.攪拌強度C.溶液的pH值D.結晶器的材質(zhì)15、關于化工生產(chǎn)中的攪拌裝置，以下哪種攪拌器適用于高粘度液體的攪拌？（）A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.錨式攪拌器D.推進式攪拌器二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）化學反應工程中，討論反應系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自催化反應的特點，分析影響反應系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，并說明如何避免不穩(wěn)定情況的發(fā)生。2、（本題5分）解釋在化工熱力學的相平衡計算中，如何利用活度系數(shù)模型計算汽液平衡組成。3、（本題5分）解釋在化工過程的模擬軟件應用中，如何輸入準確的參數(shù)和模型，進行工藝過程的模擬和預測，并根據(jù)模擬結果進行優(yōu)化改進。4、（本題5分）解釋在化工過程的吸收操作中，如何進行吸收劑的再生和循環(huán)利用以降低成本。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠進行催化加氫反應，反應式為苯+3H2→環(huán)己烷，進料中苯的摩爾分數(shù)為0.5，氫氣的摩爾分數(shù)為0.5，總進料流量為300mol/h，反應溫度為150℃，壓力為2MPa，反應速率方程為r=kP苯P氫^1.5，其中k=10^-3mol/(kPa^2·s)，計算苯的轉(zhuǎn)化率。2、（本題5分）一個化工廠需要用板式換熱器將一種熱流體從100℃冷卻到60℃，冷流體從20℃加熱到50℃。熱流體的流量為2000kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)，冷流體的比熱容為4.2kJ/(kg·K)。若換熱器的總傳熱系數(shù)為1000W/(m2·K)，計算所需的換熱面積。3、（本題5分）在一個蒸發(fā)過程中，將某溶液從濃度10%（質(zhì)量分數(shù)）濃縮至30%，進料流量為5000kg/h，蒸發(fā)室的操作壓力下溶液的沸點升高為5°C，汽化潛熱為2200kJ/kg。加熱蒸汽的溫度為120°C，冷凝液在飽和溫度下排出。計算加熱蒸汽的消耗量。4、（本題5分）一個間歇釜式反應器中進行二級不可逆反應2A→B，反應速率常數(shù)為2L/(mol·h)。初始時A的濃度為4mol/L，反應5小時后，計算A的轉(zhuǎn)化率和B的濃度。5、（本題5分）在一個間歇釜式反應器中進行二級不可逆反應A+B→C，初始時刻A和B的濃度分別為3mol/L和2mol/L，反應速率常數(shù)為2L/(mol·h)。反應進行5小時后，計算A、B和C的濃度。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一項化工反應過程中，反應速率受到反應物濃度和催化劑濃度的共同影響。請分析反應物濃度和催化劑濃度對反應速率的影響機制，并提出優(yōu)化反應條件的方案。2、（本題10分）一家制藥企業(yè)的一種藥物在生產(chǎn)過程中需要進行干燥