安徽大学《化工热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《化工热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常见的方法之一。对于一个长期处于强酸环境中的设备，以下哪种涂层材料的防腐性能最为优越？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚四氟乙烯涂层D.酚醛树脂涂层2、在化工过程的优化设计中，以下哪个方面的考虑对于减少环境污染最为重要？（）A.选择清洁的原料B.优化反应条件C.采用高效的分离技术D.设计合理的废物处理方案3、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力4、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件5、化工过程中的膜分离技术应用越来越广泛。对于反渗透膜分离过程，若要提高水的透过率，以下哪种方法可行？（）A.增加膜两侧的压力差B.降低膜两侧的压力差C.提高进料溶液的浓度D.降低进料溶液的温度6、在化工过程的控制系统中，前馈控制与反馈控制相结合可以提高控制效果。以下关于前馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.基于扰动进行控制B.能够完全消除扰动的影响C.对测量精度要求高D.通常与反馈控制配合使用7、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度8、在化工热力学中，研究纯物质的饱和蒸汽压与温度的关系时，安托尼方程是常用的经验公式。以下关于安托尼方程参数的获取方法，不正确的是：（）A.实验测定B.理论推导C.经验估算D.数据拟合9、在化工反应的催化剂研究中，催化剂的活性中心结构对反应性能起着关键作用。以下哪种方法通常不能用于研究催化剂的活性中心？（）A.电子显微镜观察B.化学分析C.红外光谱分析D.肉眼直接观察10、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（）A.间歇反应器适合小批量生产B.连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高C.两者的反应时间计算方法不同D.物料混合情况有所差异11、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个可逆放热反应，为了提高反应的转化率，以下哪种操作策略通常是最为有效的？（）A.降低反应温度B.提高反应温度C.增加反应物浓度D.及时移除反应产物12、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送13、在化工安全管理中，应急预案的制定是重要环节。以下关于应急预案内容的描述，不正确的是：（）A.应急组织机构和职责B.事故预防措施C.详细的工艺流程图D.应急响应程序14、化工生产中的蒸发操作，蒸发器的类型有多种。以下关于各种蒸发器的特点和适用场合，不正确的是（）A.中央循环管式蒸发器结构简单B.升膜蒸发器适用于高粘度溶液C.降膜蒸发器传热效率高D.蒸发器的选择要根据物料性质15、在化工反应工程中，对于一个串联反应，如果中间产物是期望产物，以下哪种操作方式有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）化工过程中的结晶过程中的成核现象对于晶体的质量和产量有重要影响，请说明成核的机制和类型，包括均相成核和异相成核，并分析影响成核速率的因素。2、（本题5分）分析在化工过程的吸收塔设计中，塔径和塔高的计算方法和影响因素。3、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何利用多级结晶实现产品的高纯度和高收率。4、（本题5分）阐述在化工新材料的表面改性和功能化中，如何通过物理或化学方法赋予材料特定的表面性能，以满足不同的应用需求。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个逆流操作的吸收塔，用含溶质0.001（摩尔比）的溶剂吸收混合气中的溶质，进口混合气中溶质的摩尔比为0.02，出口混合气中溶质的摩尔比要求降低到0.002，相平衡关系为Y=1.2X，液气比为0.8（摩尔比）。求吸收塔的填料层高度和塔径（假设空塔气速为0.8m/s）。2、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，氮气初始状态为压力120kPa，温度280K，压缩后压力为600kPa，已知氮气的比热容比为1.4，求压缩后的温度和压缩功。3、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应为A→3B，反应速率方程为r=kC_A，其中k=0.6mol/(L·s)，进料中A的浓度为3mol/L，气体流速为8L/s。流化床的体积为80L，计算反应器出口处A和B的浓度。4、（本题5分）一个吸收塔用含溶质0.002（摩尔比）的溶剂吸收混合气中的溶质，进口混合气中溶质的摩尔比为0.05，出口混合气中溶质的摩尔比要求降低到0.005，相平衡关系为Y=1.5X，液气比为1.2（摩尔比）。求填料层高度。5、（本题5分）某二元理想溶液在101.3kPa下进行精馏操作，进料组成为0.4（轻组分），泡点进料，塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成为0.1，相对挥发度为3，回流比为3，求理论板数和进料位置。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家食品加工企业需要对生产过程中的异味进行去除。请分析可行的方法。2、（本题10分）某化工厂的一个反应釜在进行低温反应时，需要精确控制温度。请分析如何实现有效