安徽大學《化工熱力學》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《化工熱力學》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在化工設備的防腐措施中，涂層防護是常見的方法之一。對于一個長期處于強酸環(huán)境中的設備，以下哪種涂層材料的防腐性能最為優(yōu)越？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚氨酯涂層C.聚四氟乙烯涂層D.酚醛樹脂涂層2、在化工過程的優(yōu)化設計中，以下哪個方面的考慮對于減少環(huán)境污染最為重要？（）A.選擇清潔的原料B.優(yōu)化反應條件C.采用高效的分離技術(shù)D.設計合理的廢物處理方案3、在化工反應動力學的研究中，需要確定反應的級數(shù)和速率常數(shù)。對于一個復雜的反應體系，以下哪種實驗方法最有助于準確測定反應級數(shù)？（）A.改變反應物濃度B.改變反應溫度C.加入催化劑D.改變反應壓力4、化工過程中的傳熱強化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)于傳熱強化的方法，不正確的是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.降低流體流速D.使用高效傳熱元件5、化工過程中的膜分離技術(shù)應用越來越廣泛。對于反滲透膜分離過程，若要提高水的透過率，以下哪種方法可行？（）A.增加膜兩側(cè)的壓力差B.降低膜兩側(cè)的壓力差C.提高進料溶液的濃度D.降低進料溶液的溫度6、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結(jié)合可以提高控制效果。以下關(guān)于前饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動進行控制B.能夠完全消除擾動的影響C.對測量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用7、關(guān)于化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程，以下哪種因素對晶體的生長速度影響最??？（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.溶質(zhì)的分子量D.冷卻速度8、在化工熱力學中，研究純物質(zhì)的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系時，安托尼方程是常用的經(jīng)驗公式。以下關(guān)于安托尼方程參數(shù)的獲取方法，不正確的是：（）A.實驗測定B.理論推導C.經(jīng)驗估算D.數(shù)據(jù)擬合9、在化工反應的催化劑研究中，催化劑的活性中心結(jié)構(gòu)對反應性能起著關(guān)鍵作用。以下哪種方法通常不能用于研究催化劑的活性中心？（）A.電子顯微鏡觀察B.化學分析C.紅外光譜分析D.肉眼直接觀察10、化學反應器的設計和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應器和連續(xù)攪拌釜式反應器，以下比較錯誤的是（）A.間歇反應器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應時間計算方法不同D.物料混合情況有所差異11、化學反應工程是化學工程的重要分支。對于一個可逆放熱反應，為了提高反應的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應溫度B.提高反應溫度C.增加反應物濃度D.及時移除反應產(chǎn)物12、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B.螺旋輸送機C.斗式提升機D.氣力輸送13、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(guān)于應急預案內(nèi)容的描述，不正確的是：（）A.應急組織機構(gòu)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14、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，蒸發(fā)器的類型有多種。以下關(guān)于各種蒸發(fā)器的特點和適用場合，不正確的是（）A.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單B.升膜蒸發(fā)器適用于高粘度溶液C.降膜蒸發(fā)器傳熱效率高D.蒸發(fā)器的選擇要根據(jù)物料性質(zhì)15、在化工反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)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.降低反應壓力二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）化工過程中的結(jié)晶過程中的成核現(xiàn)象對于晶體的質(zhì)量和產(chǎn)量有重要影響，請說明成核的機制和類型，包括均相成核和異相成核，并分析影響成核速率的因素。2、（本題5分）分析在化工過程的吸收塔設計中，塔徑和塔高的計算方法和影響因素。3、（本題5分）詳細闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過程中，如何利用多級結(jié)晶實現(xiàn)產(chǎn)品的高純度和高收率。4、（本題5分）闡述在化工新材料的表面改性和功能化中，如何通過物理或化學方法賦予材料特定的表面性能，以滿足不同的應用需求。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個逆流操作的吸收塔，用含溶質(zhì)0.001（摩爾比）的溶劑吸收混合氣中的溶質(zhì)，進口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比為0.02，出口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比要求降低到0.002，相平衡關(guān)系為Y=1.2X，液氣比為0.8（摩爾比）。求吸收塔的填料層高度和塔徑（假設空塔氣速為0.8m/s）。2、（本題5分）在一個絕熱壓縮過程中，氮氣初始狀態(tài)為壓力120kPa，溫度280K，壓縮后壓力為600kPa，已知氮氣的比熱容比為1.4，求壓縮后的溫度和壓縮功。3、（本題5分）在一個流化床反應器中進行氣固相催化反應，反應為A→3B，反應速率方程為r=kC_A，其中k=0.6mol/(L·s)，進料中A的濃度為3mol/L，氣體流速為8L/s。流化床的體積為80L，計算反應器出口處A和B的濃度。4、（本題5分）一個吸收塔用含溶質(zhì)0.002（摩爾比）的溶劑吸收混合氣中的溶質(zhì)，進口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比為0.05，出口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比要求降低到0.005，相平衡關(guān)系為Y=1.5X，液氣比為1.2（摩爾比）。求填料層高度。5、（本題5分）某二元理想溶液在101.3kPa下進行精餾操作，進料組成為0.4（輕組分），泡點進料，塔頂產(chǎn)品組成為0.9，塔底產(chǎn)品組成為0.1，相對揮發(fā)度為3，回流比為3，求理論板數(shù)和進料位置。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家食品加工企業(yè)需要對生產(chǎn)過程中的異味進行去除。請分析可行的方法。2、（本題10分）某化工廠的一個反應釜在進行低溫反應時，需要精確控制溫度。請分析如何實現(xiàn)有效