北京化工大学《高等化工热力学》2021-2022学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页北京化工大学

《高等化工热力学》2021-2022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、在化工生产中，经常需要对反应进行催化。对于一个需要高选择性的催化反应，以下哪种催化剂的制备方法能够更好地控制催化剂的活性和选择性？（）A.浸渍法B.沉淀法C.溶胶-凝胶法D.离子交换法2、在化工过程的模拟计算中，选择合适的热力学模型对于结果的准确性至关重要。对于一个含有极性物质的体系，以下关于热力学模型的选择，不正确的是：（）A.理想气体模型B.活度系数模型C.状态方程模型D.基团贡献模型3、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。若要选择一种适用于强酸环境的涂层材料，以下哪种较为合适？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚氯乙烯涂层D.钛金属涂层4、在化工过程的经济评价中，以下哪个指标能够综合考虑投资和运营成本？（）A.内部收益率B.净现值C.投资回收期D.成本效益比5、化工传热过程在许多工艺中都有应用。在一个需要快速加热的化工反应中，以下哪种传热方式能够最迅速地将热量传递给反应物料？（）A.对流传热B.热传导C.辐射传热D.以上三种方式结合6、在化工过程的优化中，数学模型的建立是重要的一步。以下关于数学模型的作用，哪种表述是不全面的？（）A.预测过程性能B.指导实验研究C.直接确定最优操作条件D.分析过程的敏感性7、在化工吸收塔的设计中，液气比是一个重要的参数。当液气比增大时，以下哪种情况不会发生？（）A.吸收剂用量增加B.出塔气体中溶质浓度降低C.吸收塔的高度降低D.吸收操作的费用增加8、在化工设备的设计中，对于承受内压的薄壁容器，以下哪个参数是确定容器壁厚的关键因素？（）A.工作压力B.容器直径C.材料的许用应力D.以上因素都很关键9、化工过程中的搅拌操作可以强化传质和传热。对于一个搅拌釜式反应器，若搅拌桨的类型从桨式改为涡轮式，搅拌效果会如何变化？（）A.增强B.减弱C.不变D.取决于搅拌速度10、在化工原理实验中，数据处理和结果分析是重要环节。以下关于实验数据的处理方法和误差分析，不正确的是（）A.可以用线性回归分析数据B.误差分析只考虑随机误差C.可以通过作图法直观展示数据D.要对实验结果的可靠性进行评估11、在化学反应工程中，以下哪种类型的反应对反应物浓度的变化最为敏感？（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应12、在化工热力学中，以下哪种状态方程在计算高温高压下气体的性质时较为准确？（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.Redlich-Kwong方程D.Peng-Robinson方程13、化工中的吸附过程，吸附等温线可以描述吸附剂与吸附质之间的平衡关系。以下关于常见吸附等温线的类型和特点，不准确的是（）A.朗缪尔等温线适用于单分子层吸附B.弗罗因德利希等温线是非线性的C.吸附等温线不受温度影响D.可以用于吸附过程的设计14、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度15、化工中的萃取过程需要选择合适的萃取剂。对于一个水相和有机相密度差较小的体系，以下哪种萃取剂的选择原则更为重要？（）A.萃取剂的选择性B.萃取剂的溶解性C.萃取剂的密度D.萃取剂的稳定性二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在化工自动化控制中，常见的控制算法有哪些，以及它们在实际应用中的优缺点。2、（本题5分）在化学反应工程中，讨论气液反应的传质过程，包括气液界面的传质系数的确定方法和影响因素，并分析如何强化气液反应的传质效果。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的膜接触器技术，包括膜接触器的类型、工作原理以及在气体吸收、液液萃取等过程中的应用和发展前景。4、（本题5分）在化工生产中，经常需要处理高粘度流体，请阐述高粘度流体流动的特点和规律，包括粘度的测量方法和高粘度流体输送设备的选择。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个膜分离过程中，原料气中含有组分A和B，摩尔分数分别为0.6和0.4。膜对A的渗透率为10m^3/(m^2·s·kPa)，对B的渗透率为5m^3/(m^2·s·kPa)，膜两侧的压差为100kPa，膜面积为5m^2。求A和B的渗透通量。2、（本题5分）在一个管式反应器中进行二级不可逆反应2A→B，反应速率常数为0.1L/(mol·s)，进料中A的浓度为2mol/L，体积流量为5L/s，反应器管长为10m，管径为0.05m。计算出口处A的浓度。3、（本题5分）在一个间歇釜式反应器中进行二级不可逆反应A+B→C，初始时A和B的浓度分别为3mol/L和2mol/L，反应速率常数为2L/(mol·h)。反应进行5小时后，计算A、B和C的浓度。4、（本题5分）在一个间歇釜式反应器中进行如下平行反应：A→B（主反应，速率常数k1=0.2min^-1），A→C（副反应，速率常数k2=0.1min^-1）。初始时刻A的浓度为5mol/L，反应时间为10min。计算B和C的生成量。5、（本题5分）某化工厂用填料塔吸收废气中的有害成分，填料层高度为6m，气相总传质单元数为4，气相传质单元高度为1.8m，计算液相总传质单元高度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工企业的某个产品在销售过程中，客户对产品的售后服务不满意。请分析售后服务不满意的原因，并提出改进售后服务质量的方案。2、（本题10分）某化学工程研究所在进行一项新型材料的制备研究时，材料的性能受到制备工艺参数波动的影响。请分析工艺参数波动对材料性能的影响规律，