太原工業(yè)學院《精細化工反應(yīng)設(shè)備與計算》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁太原工業(yè)學院《精細化工反應(yīng)設(shè)備與計算》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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、在化工分離過程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對于一個物理吸附過程，以下關(guān)于吸附劑再生的方法，不正確的是：（）A.加熱解吸B.降壓解吸C.置換解吸D.化學方法解吸2、在化工原理中，研究流體流動時，雷諾數(shù)是一個重要的無量綱參數(shù)。當雷諾數(shù)大于4000時，流體的流動狀態(tài)通常為：（）A.層流B.過渡流C.湍流D.無法確定3、對于化工過程中的氣體凈化，以下哪種方法適用于去除微量有害氣體？（）A.吸收法B.吸附法C.燃燒法D.冷凝法4、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設(shè)備之一。若輸送的液體粘度增大，離心泵的揚程和流量會如何變化？（）A.揚程增大，流量增大B.揚程增大，流量減小C.揚程減小，流量增大D.揚程減小，流量減小5、在化工生產(chǎn)中的干燥器選擇中，以下哪種干燥器適用于干燥熱敏性且易氧化的物料？（）A.廂式干燥器B.噴霧干燥器C.真空干燥器D.氣流干燥器6、在化工熱力學中，對于純物質(zhì)的臨界狀態(tài)，以下哪個參數(shù)在臨界狀態(tài)時沒有明確的數(shù)值？（）A.溫度B.壓力C.體積D.密度7、在化工分離過程中，以下哪種方法常用于分離分子量差異較大的混合物？（）A.電泳B.超濾C.滲析D.電滲析8、在化工設(shè)備的設(shè)計中，換熱器的設(shè)計需要考慮傳熱效率和壓降。對于一個管殼式換熱器，以下關(guān)于折流板的作用，不正確的是：（）A.增加傳熱面積B.提高流速C.支撐管束D.減小壓降9、化工生產(chǎn)中的過濾操作，過濾介質(zhì)的選擇對過濾效果有重要影響。以下關(guān)于過濾介質(zhì)的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質(zhì)的選擇不考慮價格D.要適應(yīng)過濾物料的性質(zhì)10、在化學反應(yīng)工程中，對于一個氣固相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑顆粒內(nèi)擴散阻力的影響因素，不正確的是：（）A.催化劑的孔徑B.反應(yīng)氣體的濃度C.反應(yīng)溫度D.催化劑的形狀11、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程，以下哪個因素對于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強度C.過飽和度D.晶種的加入量12、在化工過濾操作中，過濾速率與過濾壓差之間存在一定的關(guān)系。當過濾壓差增大時，以下哪種情況不太可能發(fā)生？（）A.過濾速率加快B.濾餅厚度增加C.濾液的澄清度提高D.過濾介質(zhì)的阻力增大13、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)14、化學反應(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15、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.氣力輸送二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）化工熱力學中的混合規(guī)則在狀態(tài)方程的應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用，請解釋混合規(guī)則的概念和常見的混合規(guī)則（如vanderWaals混合規(guī)則、RK混合規(guī)則等），并分析它們的適用范圍和準確性。2、（本題5分）結(jié)合化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標，深入探討水資源管理策略在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括節(jié)水措施、廢水回用技術(shù)和水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。3、（本題5分）化工過程中的干燥操作中，干燥器的類型和特點對于選擇合適的干燥設(shè)備具有重要意義。請詳細介紹常見的干燥器類型，如廂式干燥器、噴霧干燥器、流化床干燥器等，并分析它們的優(yōu)缺點和適用場合。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個絕熱固定床反應(yīng)器中進行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2A+B→3C。已知進料中A、B的摩爾比為2:1，入口溫度為500K，反應(yīng)熱為-100kJ/mol，比熱容分別為CpA=80J/(mol·K)，CpB=100J/(mol·K)，CpC=120J/(mol·K)。假設(shè)反應(yīng)達到平衡時，轉(zhuǎn)化率為80%，計算出口溫度。2、（本題5分）一個精餾塔用于分離苯和甲苯的混合物，進料中苯的摩爾分數(shù)為0.4，塔頂產(chǎn)品中苯的摩爾分數(shù)為0.9，塔底產(chǎn)品中苯的摩爾分數(shù)為0.1，進料流量為100kmol/h，回流比為4，求塔頂和塔底產(chǎn)品的流量。3、（本題5分）某化工廠使用板式精餾塔分離三元混合物A、B和C，相對揮發(fā)度分別為1.8、1.3和1.0，進料組成（摩爾分數(shù)）分別為0.2、0.5和0.3，進料流量為120kmol/h，塔頂餾出液采出率為0.3，回流比為2.5，理論板數(shù)為18，計算塔頂和塔底產(chǎn)品的組成。4、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式串聯(lián)反應(yīng)器中，進行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.25h^-1。第一個反應(yīng)器體積為8L，進料中A的濃度為4mol/L，進料流量為4L/h；第二個反應(yīng)器體積為12L。計算第二個反應(yīng)器出口處A和B的濃度。5、（本題5分）一個連續(xù)干燥器在等焓條件下操作，濕物料的處理量為2000kg/h，初含水量為0.4（濕基），終含水量為0.05（濕基），干燥介質(zhì)為熱空氣，進口溫度為120°C，濕度為0.01kg/kg干氣，出口溫度為80°C，濕度為0.05kg/kg干氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和預熱器的加熱量。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家橡膠生產(chǎn)企業(yè)需要提高橡膠的性能和質(zhì)量。請分析從化學工程角度可以采取哪些方法。2、（本題10分）某化