武漢工程大學郵電與信息工程學院《電催化原理與應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《電催化原理與應用》2023-2024學年第二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2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、在化學反應動力學的研究中，對于一個二級反應，其反應速率與反應物濃度的平方成正比。若初始反應物濃度增加一倍，反應速率會變?yōu)樵瓉淼膸妆?？（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍2、在化學反應器的設計中，需要考慮物料的流動模式。對于理想的平推流反應器，以下關于其特點的描述，不正確的是：（）A.不存在返混B.反應物濃度沿反應器長度逐漸變化C.不同停留時間的物料之間會混合D.反應速率只與反應器內位置有關3、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4、化工生產(chǎn)中的節(jié)能減排是重要的研究課題。在一個化工流程中，以下哪種措施對于降低能源消耗和減少溫室氣體排放的效果最為顯著？（）A.優(yōu)化反應條件B.改進分離工藝C.采用余熱回收系統(tǒng)D.更換高效的動力設備5、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??？（）A.過飽和度B.攪拌強度C.溶液的pH值D.結晶器的材質6、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對混合物進行干燥處理。對于一個恒速干燥階段，以下關于干燥速率的主要影響因素，正確的是：（）A.物料的含水量B.干燥介質的溫度C.干燥介質的流速D.物料的性質7、化工熱力學在化學工程中具有重要地位，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，以下關于其熵變的描述，正確的是：（）A.熵變?yōu)榱鉈.熵變小于零C.熵變大于零D.熵變的正負無法確定8、化工分離過程中的吸附操作常用于氣體和液體的凈化。對于一個固定床吸附器，若吸附劑的吸附容量達到飽和，需要進行再生。以下哪種再生方法通常能耗較低？（）A.加熱再生B.降壓再生C.置換再生D.吹掃再生9、化工原理中，對于吸收塔的設計，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取？（）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)10、關于化工過程中的萃取精餾，以下哪種情況適合采用該方法進行分離？（）A.兩組分沸點接近且相對揮發(fā)度小B.兩組分沸點差異大且相對揮發(fā)度大C.混合物中各組分揮發(fā)性都很強D.混合物中各組分揮發(fā)性都很弱11、在化工生產(chǎn)中，常常需要對混合物進行分離和提純。對于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進行分離，以下哪種因素對分離效果的影響最為關鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質的溫度12、化工中的流化床干燥器在運行過程中需要控制合適的流化狀態(tài)。以下哪個參數(shù)對判斷流化狀態(tài)的好壞最為關鍵？（）A.流化床的壓降B.顆粒的帶出速度C.氣體的空塔速度D.床層的膨脹比13、在化學工程中，對于多相反應體系的研究至關重要。當進行氣液固三相反應時，以下哪個因素對反應速率的影響最為復雜且難以準確預測？（）A.氣體的擴散速率B.液體的攪拌速度C.固體催化劑的孔隙結構D.三相之間的接觸面積14、在化工流體輸送過程中，需要考慮管道阻力的影響。當輸送高粘度液體時，以下哪種管道材質和內徑的組合能夠最大程度地減小阻力損失？（）A.不銹鋼管道，內徑較大B.塑料管道，內徑較小C.玻璃管道，內徑適中D.鑄鐵管道，內徑較大15、在化工安全管理中，應急預案的制定是重要環(huán)節(jié)。以下關于應急預案內容的描述，不正確的是：（）A.應急組織機構和職責B.事故預防措施C.詳細的工藝流程圖D.應急響應程序二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）化工過程中的聚合反應釜的傳熱和攪拌設計需要綜合考慮多個因素，請說明聚合反應釜的傳熱方式和攪拌器的選擇原則，包括夾套傳熱、內盤管傳熱和攪拌器的類型和性能，并分析如何實現(xiàn)均勻的溫度分布和良好的混合效果。2、（本題5分）論述在化工過程的萃取操作中，如何提高萃取效率和實現(xiàn)多級萃取的優(yōu)化。3、（本題5分）在化工原理中，液體攪拌過程中的攪拌器功率準數(shù)是衡量攪拌器性能的重要參數(shù)。請闡述攪拌器功率準數(shù)的定義和影響因素，并分析如何通過實驗或計算確定攪拌器功率準數(shù)。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某換熱器用熱水加熱冷水，熱水進口溫度為90°C，流量為2kg/s，比熱容為4.2kJ/(kg·K)；冷水進口溫度為20°C，流量為3kg/s，比熱容為4.18kJ/(kg·K)。換熱器的傳熱系數(shù)為1000W/(m2·K)，換熱面積為5m2，計算冷水出口溫度。2、（本題5分）一個反滲透系統(tǒng)處理含鹽量為800ppm的水，反滲透膜的脫鹽率為90%，產(chǎn)水流量為800L/h，計算濃水的含鹽量和濃水流量。3、（本題5分）在一個恒容絕熱的容器中，發(fā)生如下氣相反應：A+2B→3C。初始時，容器中有1molA、2molB，反應達到平衡時，總壓力為200kPa，平衡常數(shù)Kp=16。計算平衡時各組分的分壓和濃度。4、（本題5分）有一理想氣體混合物，其中組分A、B、C的摩爾分數(shù)分別為0.3、0.5、0.2，總壓為100kPa，溫度為300K。已知A、B、C的臨界溫度和臨界壓力分別為（T_cA，P_cA）、（T_cB，P_cB）、（T_cC，P_cC），求混合物的壓縮因子。5、（本題5分）在一個膜分離過程中，用于分離氫氣和氮氣的混合物。進料中氫氣和氮氣的摩爾分數(shù)分別為0.7和0.3，膜的滲透率分別為100和10，進料流量為50mol/h，計算透過膜的氫氣和氮氣的流量。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在新能源領域，某企業(yè)開發(fā)的生物質能源