外交學(xué)院《能源化工》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁外交學(xué)院

《能源化工》2023-2024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、在化工設(shè)計中，需要考慮設(shè)備的布局和管道的走向。對于一個具有多個反應(yīng)釜和分離設(shè)備的化工廠，以下哪個原則在設(shè)備布局時應(yīng)首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范2、化學(xué)反應(yīng)的速率不僅取決于反應(yīng)物的濃度，還受溫度的影響。關(guān)于溫度對反應(yīng)速率的影響，以下表述不準確的是（）A.溫度升高，反應(yīng)速率一定加快B.符合阿倫尼烏斯方程C.存在一個最佳反應(yīng)溫度D.不同反應(yīng)對溫度的敏感程度不同3、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究溫度對反應(yīng)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(guān)于溫度對反應(yīng)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4、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于氣固相催化反應(yīng)，以下哪個因素對于催化劑的內(nèi)擴散阻力影響最大？（）A.催化劑顆粒大小B.反應(yīng)物濃度C.反應(yīng)溫度D.氣體流速5、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個自催化反應(yīng)，以下哪種操作方式可能導(dǎo)致反應(yīng)失控？（）A.連續(xù)進料B.間歇操作C.半間歇操作D.以上操作方式都不會導(dǎo)致失控6、在化工分離過程的設(shè)計中，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7、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個熱力學(xué)定律是判斷過程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律8、在化工過程控制中，反饋控制是常用的控制策略之一。當被控變量受到一個階躍干擾時，以下關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)，正確的是：（）A.被控變量立即回到設(shè)定值B.被控變量逐漸回到設(shè)定值C.被控變量會超過設(shè)定值D.被控變量不會受到干擾的影響9、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個均相催化反應(yīng)，催化劑的濃度增加，反應(yīng)速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩(wěn)C.指數(shù)增加D.不變10、化工中的氣液傳質(zhì)設(shè)備有多種類型。對于填料塔和板式塔的比較，以下說法錯誤的是（）A.填料塔的壓降小B.板式塔的操作彈性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分離效率一定高于填料塔11、在化工過程的優(yōu)化中，數(shù)學(xué)模型的建立是重要的一步。以下關(guān)于數(shù)學(xué)模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預(yù)測過程性能B.指導(dǎo)實驗研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過程的敏感性12、化工中的膜分離技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對于分離小分子和大分子混合物，以下哪種膜材料和膜結(jié)構(gòu)的組合最為合適？（）A.陶瓷膜，對稱結(jié)構(gòu)B.聚合物膜，不對稱結(jié)構(gòu)C.金屬膜，多孔結(jié)構(gòu)D.無機膜，復(fù)合結(jié)構(gòu)13、對于化工工藝流程的設(shè)計，以下關(guān)于工藝流程優(yōu)化的目標，哪一個是恰當?shù)?？（）A.工藝流程優(yōu)化的目標是在滿足產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量要求的前提下，最大限度地降低投資成本和運行費用，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益B.工藝流程優(yōu)化只需要考慮技術(shù)上的可行性，不需要考慮經(jīng)濟和環(huán)境因素C.工藝流程優(yōu)化的重點是增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以提高產(chǎn)品的附加值D.工藝流程優(yōu)化主要是為了滿足環(huán)保要求，對生產(chǎn)效率和成本的影響可以忽略14、對于化工過程中的吸附平衡，以下哪種吸附等溫線模型常用于描述低濃度下的吸附行為？（）A.Langmuir吸附等溫線B.Freundlich吸附等溫線C.BET吸附等溫線D.以上模型均可15、關(guān)于化工生產(chǎn)中的噴霧干燥，以下哪種因素對產(chǎn)品顆粒大小的影響最為顯著？（）A.進料速度B.噴霧壓力C.干燥溫度D.物料性質(zhì)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在化工分離過程中，離子交換技術(shù)有一定的應(yīng)用，請說明離子交換的基本原理和過程，包括離子交換樹脂的類型和再生方法，并分析其在水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用。2、（本題5分）化學(xué)反應(yīng)工程中，討論非均相催化反應(yīng)的特點和過程，包括催化劑的外擴散、內(nèi)擴散和表面反應(yīng)步驟，并說明如何消除內(nèi)外擴散的影響以提高反應(yīng)速率。3、（本題5分）詳細說明在化工生產(chǎn)的蒸發(fā)過程中，如何處理蒸發(fā)器內(nèi)的結(jié)垢和堵塞問題。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某氣體混合物中含有氮氣、氧氣和二氧化碳，其分壓分別為50kPa、100kPa和50kPa，溫度為300K，體積為10m3。求氣體混合物的總摩爾數(shù)和質(zhì)量。2、（本題5分）有一理想氣體混合物，由50%（摩爾分數(shù)）的氮氣和50%的氧氣組成?？倝毫?00kPa，溫度為300K。已知氮氣和氧氣的摩爾定壓熱容分別為29.1J/(mol·K)和29.4J/(mol·K)。計算該混合物的摩爾定壓熱容。3、（本題5分）在一個流化床反應(yīng)器中進行催化反應(yīng)，催化劑顆粒的平均直徑為0.5mm，密度為2000kg/m^3，氣體的粘度為0.02Pa·s，操作溫度為500K。求最小流化速度。4、（本題5分）在一個絕熱壓縮過程中，空氣的初始狀態(tài)為壓力100kPa、溫度300K，終態(tài)壓力為500kPa。已知空氣的比熱容比為1.4。計算終態(tài)溫度和壓縮過程的熵變。5、（本題5分）某化工廠采用精餾塔分離苯和甲苯的混合物，進料中苯的摩爾分數(shù)為0.4，甲苯的摩爾分數(shù)為0.6，進料流量為1000kmol/h，塔頂餾出液中苯的回收率要求達到95%，塔底釜液中甲苯的回收率要求達到98%。已知苯和甲苯的相對揮發(fā)度為2.5，計算所需的理論塔板數(shù)和回流比。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的顏