西安建筑科技大學《化工過程數(shù)據(jù)處理》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西安建筑科技大學《化工過程數(shù)據(jù)處理》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在化學反應動力學中，研究溫度對反應速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當活化能增大時，以下關于溫度對反應速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度2、在化工生產中的干燥過程，以下關于濕物料中水分的分類，哪種說法是正確的？（）A.結合水比非結合水更難去除B.自由水比結合水更容易去除C.平衡水分可以通過干燥完全去除D.以上說法都不正確3、在化工傳遞過程中，關于對流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.對流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質和流動狀態(tài)有關，與換熱器的結構無關B.對流傳熱系數(shù)與流體的流速、溫度、黏度、熱導率以及換熱器的結構等多種因素都有關系C.對流傳熱系數(shù)主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計D.對流傳熱系數(shù)是一個固定值，不受任何外界條件的影響4、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失5、化工中的流化床燃燒技術在廢棄物處理中有應用。在流化床燃燒過程中，以下哪個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C.燃料的粒度D.過?？諝庀禂?shù)6、在化工熱力學的相平衡計算中，以下哪個定律用于確定氣液平衡時的組成關系？（）A.拉烏爾定律B.亨利定律C.道爾頓分壓定律D.吉布斯相律7、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對于一個絕熱反應過程，以下哪個能量項的變化對反應結果的影響可以忽略不計？（）A.內能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化8、在化工熱力學中，熵增原理是一個重要的概念。以下關于熵增原理在化工過程中的應用，不準確的是（）A.判斷過程的可逆性B.評估能量利用效率C.熵增越大越好D.指導過程的優(yōu)化9、在化工中的多組分精餾過程，關于關鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關鍵組分是指在混合物分離過程中對分離要求起關鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產品中濃度有嚴格限制的組分作為關鍵組分B.關鍵組分的選擇是隨意的，對精餾塔的設計和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個關鍵組分，不存在多個關鍵組分的情況D.關鍵組分的濃度越高，越容易分離，對精餾過程越有利10、化工生產中的過濾操作，過濾介質的選擇對過濾效果有重要影響。以下關于過濾介質的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質的選擇不考慮價格D.要適應過濾物料的性質11、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12、在化工分離過程中，反滲透膜分離技術在水處理中應用廣泛。以下關于反滲透的驅動力，哪種說法是正確的？（）A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差13、在化工膜分離過程中，膜的性能對分離效果有著重要影響。以下關于膜性能的描述，哪項不是關鍵指標？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機械強度D.膜的顏色14、在化學工程中，對于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關于簡單蒸餾和平衡蒸餾的特點描述，不正確的是（）A.簡單蒸餾是非穩(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單15、在化工傳熱設備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內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B.熱對流C.熱輻射D.相變傳熱16、化工中的攪拌設備用于混合物料和促進反應。對于攪拌器的類型和選型依據(jù)，以下描述不正確的是（）A.槳式攪拌器適用于低粘度液體B.渦輪式攪拌器攪拌強度大C.攪拌器的選型只考慮攪拌效果D.要考慮物料性質和工藝要求17、化工中的膜分離技術具有高效、節(jié)能等優(yōu)點。對于反滲透膜分離過程，以下關于其原理和應用的描述，錯誤的是（）A.利用壓力差實現(xiàn)分離B.可用于海水淡化C.對所有溶質都有相同的截留率D.膜的性能對分離效果影響大18、在化工反應設備中，流化床反應器具有良好的傳熱和傳質性能。若要使流化床中的固體顆粒保持良好的流化狀態(tài)，以下哪種操作條件最為關鍵？（）A.氣體流速B.床層高度C.顆粒大小D.溫度19、化工中的精餾操作是分離液體混合物的重要方法。對于精餾塔的設計和操作，以下說法錯誤的是（）A.理論塔板數(shù)可以通過逐板計算法求得B.回流比越大，分離效果越好C.進料位置對塔的性能沒有影響D.塔板效率會影響實際塔板數(shù)20、化學反應的速率常數(shù)不僅與溫度有關，還與反應物的濃度有關。對于一個一級反應，當反應物濃度增加一倍時，速率常數(shù)會？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍21、在化學反應動力學研究中，對于一個一級反應，其反應速率常數(shù)與反應物濃度的關系是怎樣的？反應半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應速率常數(shù)與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關B.反應速率常數(shù)與濃度無關，半衰期與初始濃度成正比C.反應速率常數(shù)與濃度無關，半衰期與初始濃度無關D.反應速率常數(shù)與濃度成反比，半衰期與初始濃度成反比22、在化工反應的動力學研究中，通過實驗測定反應速率常數(shù)時，以下哪種實驗方法的誤差通常較大？（）A.間歇反應法B.連續(xù)流動法C.示蹤法D.靜態(tài)法23、化工生產中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于干燥過程中的熱質傳遞，以下描述不準確的是（）A.熱量傳遞和質量傳遞同時進行B.干燥速率取決于內部擴散和表面汽化C.濕空氣的性質對干燥效果影響不大D.干燥介質的選擇很重要24、在化學反應工程中，對于一個非均相催化反應，以下哪個因素對于催化劑的外擴散阻力影響最大？（）A.流體的流速B.催化劑的顆粒大小C.反應物的濃度D.反應溫度25、在化工過程控制中，前饋控制可以彌補反饋控制的不足。對于一個受可測干擾影響的過程，以下關于前饋控制的特點，正確的是：（）A.根據(jù)偏差進行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測量干擾26、在化工設備的設計中，對于承受外壓的薄壁容器，以下哪個因素對于穩(wěn)定性的影響最大？（）A.容器的直徑B.容器的長度C.材料的強度D.壁厚27、在化工熱力學中，對于一個封閉系統(tǒng)經歷絕熱不可逆過程，其熵值是增加還是減少？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少28、在化工反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，如果中間產物是期望產物，以下哪種操作方式有利于提高中間產物的收率？（）A.提高反應溫度B.增加反應物濃度C.縮短反應時間D.降低反應壓力29、在化工熱力學中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學性質起著關鍵作用。以下關于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點，表述不準確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計算復雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計算所有流體30、化學反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，若中間產物是目標產物，以下哪種操作條件有利于提高中間產物的選擇性？（）A.提高反應溫度B.降低反應溫度C.增加反應物濃度D.減少反應物濃度二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個列管式換熱器中，用飽和水蒸氣加熱某液體，水蒸氣的溫度為120°C，冷凝傳熱系數(shù)為10000W/(m2·K)，液體的進出口溫度為20°C和80°C，對流傳熱系數(shù)為2000W/(m2·K)，管壁熱阻可忽略。計算基于管外表面積的總傳熱系數(shù)。2、（本題5分）在一個膜分離過程中，膜的滲透通量為5mol/(m2·s)，膜面積為2m2，進料側溶質濃度為20mol/m3，滲透側溶質濃度為2mol/m3，求傳質系數(shù)。3、（本題5分）某反應釜中進行二級不可逆反應A+B→C，反應速率常數(shù)為0.05L/(mol·s)，初始濃度C_A0=2mol/L，C_B0=3mol/L，反應4小時后，求A的濃度。4、（本題5分）一個精餾塔用于分離乙醇和水的混合物，進料中乙醇的摩爾分數(shù)為0.3，進料流量為500kmol/h，塔頂餾出液中乙醇的摩爾分數(shù)為0.9，塔釜液中乙醇的摩爾分數(shù)為0.05，相對揮發(fā)度為8，計算回流比和理論塔板數(shù)。5、（本題5分）某精餾塔分離二元混合物，進料熱狀態(tài)參數(shù)為0.8，進料組成（摩爾分數(shù)）為0.5，進料流量為80kmol/h，塔頂餾出液采出率為0.4?；亓鞅葹?，理論板數(shù)為12，相對揮發(fā)度為2.0。計算塔頂和塔底產品的組成。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）隨著化工新材料的不斷涌現(xiàn)，分析其性能特點和應用領域，如高性能纖維、特種工程塑料、電子化學品等在航空航天、電子信息等行業(yè)的應用前景。2、（本題5分）在化工熱力學中，狀態(tài)方程是描述物質狀態(tài)的重要工具。請介紹幾種常見的狀態(tài)方程，如理想氣體狀態(tài)方程、范德華方程等，并比較它們的適用范圍和優(yōu)缺點。3、（本題5分）分析在化工過程的等離子體技術應用中，如何產生等離子體并利用其高活性和高能量特性促進化學反應，如等離子體聚合、表面處理等。4、（本題5分）化工熱力學是化學工程的重要基礎，請闡述熵增原理的內容及其在化工過程中的應用，同時分析如何通過控