齊魯工業(yè)大學(xué)《化工熱力學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁齊魯工業(yè)大學(xué)《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批閱人一、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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算中，需要考慮反應(yīng)的焓變。對于一個吸熱反應(yīng)，升高溫度會對反應(yīng)的平衡常數(shù)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大B.平衡常數(shù)減小C.平衡常數(shù)不變D.平衡常數(shù)先增大后減小2、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，材料的選擇需要考慮多種因素。對于一個在高溫高壓下工作的反應(yīng)器，以下關(guān)于材料性能的要求，不正確的是：（）A.材料的強(qiáng)度要高B.材料的耐腐蝕性要好C.材料的導(dǎo)熱性要差D.材料的韌性要足3、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，對于一個零級反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。若將反應(yīng)容器的體積增大一倍，反應(yīng)時間會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.不變D.變?yōu)樵瓉淼囊话?、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作常用于溶液的濃縮。對于多效蒸發(fā)系統(tǒng)，以下關(guān)于其節(jié)能原理和特點(diǎn)，描述錯誤的是（）A.利用二次蒸汽B.效數(shù)越多，節(jié)能效果越好C.設(shè)備投資增加D.操作復(fù)雜5、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(diǎn)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)6、在化工生產(chǎn)中的液液萃取過程中，以下哪種因素對萃取效果的影響相對較??？（）A.兩相的接觸時間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設(shè)備的類型7、化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。對于結(jié)晶過程的影響因素，以下說法不正確的是（）A.溶液過飽和度是關(guān)鍵因素B.攪拌速度對結(jié)晶粒度有影響C.雜質(zhì)的存在總是不利于結(jié)晶D.冷卻速率會影響結(jié)晶形態(tài)8、在化工分離過程的設(shè)計(jì)中，需要考慮分離設(shè)備的選型。對于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設(shè)備通常不太適用？（）A.板式精餾塔B.填料精餾塔C.離心分離器D.結(jié)晶器9、在化工精餾操作中，要實(shí)現(xiàn)混合物的有效分離，需要合理控制操作參數(shù)。以下哪個操作參數(shù)的改變對塔頂產(chǎn)品純度的影響最為直接？（）A.回流比B.進(jìn)料位置C.塔釜加熱量D.塔頂采出量10、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個非均相催化反應(yīng)，以下哪個因素對于催化劑的外擴(kuò)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(yīng)物的濃度D.反應(yīng)溫度11、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護(hù)是常見的方法之一。對于一個長期處于強(qiáng)酸環(huán)境中的設(shè)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12、在化學(xué)反應(yīng)器的選型中，對于反應(yīng)級數(shù)較高的反應(yīng)，以下哪種反應(yīng)器類型通常更合適？（）A.間歇反應(yīng)器B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器C.管式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器13、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14、在化工熱力學(xué)中，對于真實(shí)氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定15、化工傳熱過程在許多工藝中都有應(yīng)用。在一個需要快速加熱的化工反應(yīng)中，以下哪種傳熱方式能夠最迅速地將熱量傳遞給反應(yīng)物料？（）A.對流傳熱B.熱傳導(dǎo)C.輻射傳熱D.以上三種方式結(jié)合二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）結(jié)合化工企業(yè)的節(jié)能減排實(shí)踐，深入探討余熱發(fā)電技術(shù)在化工中的應(yīng)用原理、系統(tǒng)組成以及經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。2、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，反應(yīng)動力學(xué)模型的建立是研究反應(yīng)過程的重要手段。請論述建立反應(yīng)動力學(xué)模型的步驟和方法，并舉例說明如何驗(yàn)證和優(yōu)化模型。3、（本題5分）解釋在化工設(shè)備的制造過程中，焊接工藝的選擇和質(zhì)量控制要點(diǎn)。4、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，討論反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性問題，包括放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的熱穩(wěn)定性分析方法，并說明如何設(shè)計(jì)和操作反應(yīng)器以保證熱穩(wěn)定性。三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)為3A→2B，反應(yīng)速率方程為r=kC_A3，其中k=0.3mol3/(L3·s)，進(jìn)料中A的濃度為2.5mol/L，氣體流速為6L/s。流化床的體積為60L，計(jì)算反應(yīng)器出口處A和B的濃度。2、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）串聯(lián)平推流反應(yīng)器（PFR）的系統(tǒng)中進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)，CSTR的體積為2m3，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2h?1，進(jìn)料流量為5m3/h，進(jìn)料中反應(yīng)物濃度為1mol/L，PFR的體積為3m3。求系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)化率。3、（本題5分）一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）進(jìn)行二級不可逆反應(yīng)A→2B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2L/(mol·s)，進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，流量為5L/s，求達(dá)到70%轉(zhuǎn)化率時所需的反應(yīng)器體積。4、（本題5分）用內(nèi)徑為50mm的管道輸送20°C的水，水的流速為2m/s，已知水在20°C時的黏度為1.005×10^(-3)Pa·s，求雷諾數(shù)并判斷流型。5、（本題5分）某二元混合物進(jìn)行精餾操作，進(jìn)料中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，相對揮發(fā)度為2.5，塔頂餾出液中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)要求達(dá)到0.9，回流比為3。計(jì)算最小回流比和理論塔板數(shù)。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家化妝品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)了油膩感。請分析可能的原因并提出解決方案。2、（本題10分）一家化工企業(yè)在進(jìn)行市場調(diào)研時，發(fā)現(xiàn)競爭對手推出了類似的產(chǎn)品，且價格更具優(yōu)勢。請分