湖南理工學(xué)院南湖學(xué)院《沸石催化與分離技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《沸石催化與分離技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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、化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)不僅與溫度有關(guān)，還與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。對于一個一級反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)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2、在化工中的多組分精餾過程，關(guān)于關(guān)鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關(guān)鍵組分是指在混合物分離過程中對分離要求起關(guān)鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴(yán)格限制的組分作為關(guān)鍵組分B.關(guān)鍵組分的選擇是隨意的，對精餾塔的設(shè)計(jì)和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個關(guān)鍵組分，不存在多個關(guān)鍵組分的情況D.關(guān)鍵組分的濃度越高，越容易分離，對精餾過程越有利3、化工中的精餾操作可以通過改變操作條件來提高分離效果。當(dāng)塔頂產(chǎn)品的純度要求較高時，以下哪個操作條件的調(diào)整最為有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜溫度C.增加塔頂采出量D.降低塔壓4、在化工分離過程中，反滲透膜分離技術(shù)在水處理中應(yīng)用廣泛。以下關(guān)于反滲透的驅(qū)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5、化工中的過濾操作常用于分離固體和液體。對于一種顆粒細(xì)小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設(shè)備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機(jī)B.真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)C.離心過濾機(jī)D.袋式過濾器6、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關(guān)鍵？（）A.溶液的性質(zhì)B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小7、在化工結(jié)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(qiáng)度C.溶液的pH值D.結(jié)晶器的材質(zhì)8、在化工干燥過程中，干燥速率曲線通?？梢苑譃閹讉€階段。以下哪個階段的干燥速率主要受物料內(nèi)部水分?jǐn)U散控制？（）A.恒速干燥階段B.降速干燥階段C.預(yù)熱階段D.平衡階段9、在化工熱力學(xué)中，對于一個絕熱可逆膨脹過程，系統(tǒng)的溫度和壓力會如何變化？（）A.溫度降低，壓力降低B.溫度升高，壓力升高C.溫度不變，壓力降低D.溫度降低，壓力不變10、在化工傳熱過程中，保溫層的作用不可忽視。以下關(guān)于保溫層的選擇和計(jì)算，不正確的是（）A.要考慮保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)B.保溫層越厚越好C.要計(jì)算保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度D.考慮環(huán)境溫度對保溫效果的影響11、化工過程中的傳熱強(qiáng)化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)于傳熱強(qiáng)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12、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散影響，以下描述不正確的是（）A.會降低反應(yīng)速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)13、在化工反應(yīng)工程中，以下哪種反應(yīng)器內(nèi)的物料濃度隨時間和空間變化？（）A.間歇釜式反應(yīng)器B.連續(xù)釜式反應(yīng)器C.平推流反應(yīng)器D.全混流反應(yīng)器14、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度等因素的關(guān)系至關(guān)重要。對于一個復(fù)雜的多步反應(yīng)，以下關(guān)于反應(yīng)速率控制步驟的說法，正確的是：（）A.控制步驟的反應(yīng)速率最快B.控制步驟決定了整個反應(yīng)的速率C.控制步驟的反應(yīng)物濃度最高D.控制步驟受溫度影響最小15、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個串聯(lián)反應(yīng)，若中間產(chǎn)物是目標(biāo)產(chǎn)物，以下哪種操作條件有利于提高中間產(chǎn)物的選擇性？（）A.提高反應(yīng)溫度B.降低反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.減少反應(yīng)物濃度二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工過程的等離子體技術(shù)應(yīng)用中，如何產(chǎn)生等離子體并利用其高活性和高能量特性促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，如等離子體聚合、表面處理等。2、（本題5分）分析在化工過程的結(jié)晶過程中的晶體生長動力學(xué)研究中，如何通過實(shí)驗(yàn)和理論分析確定晶體生長速率與過飽和度等因素的關(guān)系。3、（本題5分）詳細(xì)說明在化工設(shè)備的腐蝕與防護(hù)中，緩蝕劑的作用原理和應(yīng)用方法。4、（本題5分）化學(xué)反應(yīng)的選擇性對于提高原料利用率和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要。請解釋選擇性的概念，并討論在化工生產(chǎn)中如何提高反應(yīng)的選擇性。三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個蒸發(fā)結(jié)晶過程中，將25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的某鹽溶液濃縮至55%，進(jìn)料量為1200kg/h，蒸發(fā)室的壓力為25kPa（絕壓），對應(yīng)的飽和蒸汽溫度為65°C，溶液的比熱容為3.3kJ/(kg·K)，加熱蒸汽的溫度為135°C，冷凝潛熱為2050kJ/kg，求加熱蒸汽的消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。假設(shè)傳熱系數(shù)為750W/(m2·K)。2、（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)，催化劑顆粒直徑為0.5mm，密度為2000kg/m3，氣體流速為10m/s，床層空隙率為0.5。已知反應(yīng)速率與催化劑顆粒表面積成正比，比例系數(shù)為0.01mol/(m2·s)，計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。3、（本題5分）在一個流化床反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，催化劑顆粒的平均直徑為0.1mm，密度為2000kg/m^3，氣體的粘度為0.02Pa·s，表觀氣速為0.5m/s。計(jì)算最小流化速度和帶出速度。4、（本題5分）某精餾塔進(jìn)料為過熱蒸汽，進(jìn)料中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.35，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，回流比為2.5，計(jì)算塔頂和塔釜的產(chǎn)品流量。5、（本題5分）某精餾塔的進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料組成中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.98，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.02，回流比為3.5。計(jì)算精餾段和提餾段的操作線方程。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在化工新材料領(lǐng)域，某企業(yè)計(jì)劃開發(fā)一種導(dǎo)電高分子材料。請分析該項(xiàng)目在化學(xué)工程方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。2、（本題10分）某化工企業(yè)的產(chǎn)品在市場上的競爭力不足，需要進(jìn)行產(chǎn)品升級和創(chuàng)新。分析產(chǎn)品升級和創(chuàng)新的方向及可能面臨的挑戰(zhàn)