安徽工程大学《化工节能技术》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、对于化工过程中的吸附平衡，以下哪种吸附等温线模型常用于描述低浓度下的吸附行为？（）A.Langmuir吸附等温线B.Freundlich吸附等温线C.BET吸附等温线D.以上模型均可2、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量3、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀4、对于化工中的非均相反应过程，以下关于相间传质对反应的影响，哪一项是恰当的？（）A.相间传质会影响非均相反应的速率和选择性。如果传质速率小于反应速率，反应会受到传质的限制；如果传质速率远大于反应速率，反应则主要受化学反应动力学控制B.相间传质对非均相反应没有影响，反应速率只取决于化学反应本身C.相间传质总是会促进非均相反应的进行，提高反应速率和选择性D.相间传质的影响可以忽略不计，在研究非均相反应时不需要考虑5、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（）A.优化反应条件B.改进分离工艺C.采用余热回收系统D.更换高效的动力设备6、在化学反应工程中，对于气液反应，以下哪种反应器类型能够提供较大的相界面积？（）A.鼓泡塔反应器B.填料塔反应器C.喷雾塔反应器D.以上反应器类型效果相同7、在化工过程控制中，反馈控制是常用的控制策略之一。当被控变量受到一个阶跃干扰时，以下关于反馈控制系统的响应，正确的是：（）A.被控变量立即回到设定值B.被控变量逐渐回到设定值C.被控变量会超过设定值D.被控变量不会受到干扰的影响8、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性9、在化学反应器的设计中，需要考虑物料的流动模式。对于理想的平推流反应器，以下关于其特点的描述，不正确的是：（）A.不存在返混B.反应物浓度沿反应器长度逐渐变化C.不同停留时间的物料之间会混合D.反应速率只与反应器内位置有关10、在化工生产中，经常需要对混合物进行分离。对于一个沸点差较小的液体混合物，以下哪种分离方法的分离效果更好？（）A.普通精馏B.萃取精馏C.共沸精馏D.膜分离11、在化学反应动力学中，对于一个零级反应，其反应速率与反应物浓度无关。若将反应容器的体积增大一倍，反应时间会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.不变D.变为原来的一半12、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢13、在化工生产中，催化剂的选择和使用对反应过程有着重要影响。对于一个可逆反应，以下哪种类型的催化剂能够同时提高正反应和逆反应的速率？（）A.正催化剂B.负催化剂C.选择性催化剂D.以上催化剂类型都可以14、在化学反应工程中，催化剂能够显著改变反应速率和选择性。对于一个可逆反应，加入合适的催化剂后，正反应和逆反应的速率常数会如何变化？（）A.正反应速率常数增大，逆反应速率常数不变B.正反应速率常数增大，逆反应速率常数减小C.正反应和逆反应速率常数均增大D.正反应和逆反应速率常数均不变15、在化学反应工程中，研究反应动力学对于优化反应过程至关重要。对于一个复杂的连串反应，如果中间产物是所需产物，以下哪种操作条件通常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3个小题，共15分)1、（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。2、（本题5分）化工热力学中的体积膨胀系数和等温压缩系数在描述流体的物性方面具有一定的意义，请解释它们的定义和物理意义，并说明如何通过实验测量和计算得到这些系数。3、（本题5分）分析在化工分离过程的新型萃取技术中，如双水相萃取、反胶团萃取等，如何利用其特殊的相平衡和传质特性实现高效分离。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某理想气体在绝热条件下从初始状态（T1=300K，P1=100kPa）膨胀到终态（P2=50kPa），已知气体的比热容比为1.4，求终态温度T2。2、（本题5分）某反应釜中进行可逆反应A+B⇌C+D，平衡常数K=2，初始时A、B的浓度均为2mol/L，反应在10L的容器中进行，求达到平衡时各物质的浓度。3、（本题5分）一个间歇反应釜中进行如下反应：A+B→C，反应速率方程为r=k[A][B]，其中k=2L/(mol·s)，初始时A和B的浓度分别为2mol/L和3mol/L，反应3小时后，计算C的生成量。4、（本题5分）某液体混合物在80°C时的饱和蒸汽压数据如下：组分A的饱和蒸汽压为120kPa，组分B的饱和蒸汽压为80kPa，混合物中A的摩尔分数为0.6，求混合物在80°C时的总蒸汽压及气相组成。5、（本题5分）某燃烧炉中燃烧含硫量为2%（质量分数）的煤，煤的用量为1000kg/h，空气过剩系数为1.2，计算产生二氧化硫的量。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家制药企业的一种药物在生产过程中需要进