河南师范大学《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题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、在化工结晶过程中，影响晶体生长速度和晶体形态的因素众多。以下哪个因素通常对晶体生长速度的影响相对较小？（）A.过饱和度B.搅拌强度C.溶液的pH值D.结晶器的材质2、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范3、化工原理中，对于吸收塔的设计，若气体的流量增大，而其他条件不变，为了保持相同的吸收率，以下哪种措施需要采取？（）A.增大吸收剂的流量B.减小吸收剂的流量C.增加塔板数D.减少塔板数4、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（）A.间歇反应法B.连续流动法C.示踪法D.静态法5、对于化工中的化学反应速率方程，以下关于其建立方法，哪一个是准确的？（）A.建立化学反应速率方程通常需要通过实验测定不同条件下的反应速率，然后根据实验数据进行拟合和分析，确定反应级数和速率常数B.化学反应速率方程可以通过理论推导直接得到，不需要进行实验测定C.只要知道反应物和生成物的化学式，就可以写出化学反应速率方程D.化学反应速率方程一旦确定，就不会随反应条件的改变而改变6、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢7、在化工生产中的结晶过程，以下哪个因素对于晶体的粒度和纯度影响最大？（）A.冷却速度B.搅拌强度C.过饱和度D.晶种的加入量8、化工过程中的结晶器设计，若要得到较大粒度的晶体，以下哪种操作条件较为有利？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.较强的搅拌强度9、化工中的流化床燃烧技术在废弃物处理中有应用。在流化床燃烧过程中，以下哪个因素对燃烧效率的影响最为显著？（）A.流化速度B.床料的性质C.燃料的粒度D.过剩空气系数10、在化工过程的系统分析中，能量衡算至关重要。以下关于能量衡算的基本原理和方法，不正确的是（）A.遵循能量守恒定律B.考虑各种形式的能量转化C.可以忽略能量损失D.准确确定能量输入和输出项11、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间12、在化学反应工程中，对于一个自催化反应，以下哪种操作方式可能导致反应失控？（）A.连续进料B.间歇操作C.半间歇操作D.以上操作方式都不会导致失控13、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14、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15、在化学反应动力学中，研究反应级数的确定方法时，以下关于初始速率法的特点，不正确的是：（）A.只需要测量反应初始阶段的速率B.可以消除产物的影响C.适用于复杂反应D.实验操作简单16、在化学反应工程中，对于一个连续搅拌釜式反应器（CSTR），以下关于其停留时间分布的特点，不正确的是：（）A.停留时间分布较宽B.存在返混C.停留时间均一D.适用于慢反应17、在化工中的结晶过程，关于影响结晶产品粒度分布的因素，以下哪种说法是正确的？（）A.结晶产品的粒度分布主要受溶液的过饱和度、搅拌强度、冷却速率和晶种的加入等因素的影响B.结晶过程中，溶液的过饱和度越低，结晶产品的粒度越大C.搅拌强度对结晶产品的粒度分布没有影响，只影响结晶的速率D.晶种的加入会使结晶产品的粒度变小，不利于得到大颗粒的结晶产品18、在化学反应工程中，对于一个连续流动的管式反应器中的二级反应，以下哪个因素对于反应器体积的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应速率常数C.进料流量D.反应温度19、化工中的萃取塔设计需要考虑萃取剂的分散和聚并。对于一个需要高效萃取的过程，以下哪个萃取塔的内部构件能够促进萃取剂的分散？（）A.筛板B.填料C.转盘D.搅拌器20、在化工设备的设计中，压力容器的强度计算是关键环节。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，若其直径增大一倍，而壁厚不变，容器所能承受的最大压力会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.变为原来的1/2D.变为原来的1/421、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本22、化工原理中，对于精馏塔的设计，若要提高塔顶产品的纯度，同时保持一定的处理量，以下哪种方法可行？（）A.增加塔板数B.减小回流比C.降低塔釜温度D.增大进料量23、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的措施之一。以下哪种余热回收方式的效率通常较低？（）A.直接热交换B.余热发电C.热泵回收D.自然散热24、在化工过程的优化中，常常需要对多个目标进行权衡。以下哪项不是常见的优化目标？（）A.最大化产量B.最小化能耗C.最大化设备投资D.最小化环境污染25、在化工吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。对于一个气体吸收操作，以下哪种吸收剂的性质不是主要的考量因素？（）A.吸收剂的化学稳定性B.吸收剂的再生难度C.吸收剂的密度D.吸收剂对溶质的选择性26、在化工设备设计中，材料的选择至关重要。对于一个需要承受高温高压且具有腐蚀性介质的反应容器，以下哪种材料最为适合？（）A.不锈钢B.钛合金C.陶瓷D.碳钢27、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积28、在化工传热设备中，热管具有高效的传热性能。热管内部的工作液体在蒸发段蒸发，在冷凝段冷凝，其传热过程主要依靠什么原理？（）A.热传导B.热对流C.热辐射D.相变传热29、在化工分离过程中，吸附分离常用于分离微量杂质。以下关于吸附剂的再生方法，哪种方式通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生30、对于化工中的传热设备，以下关于换热器的强化传热方法，哪一项是正确的？（）A.换热器的强化传热方法包括增大传热面积、提高传热系数和增大平均温差。增大传热面积可以采用翅片管、波纹管等；提高传热系数可以通过增加流体的流速、改变流动状态等；增大平均温差可以采用逆流操作等B.强化传热只需要增大传热面积，其他方法效果不明显C.提高流体的流速会增加阻力损失，因此不应采用这种方法来强化传热D.顺流操作比逆流操作的平均温差大，更有利于强化传热二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个吸收塔中，用稀硫酸吸收废气中的氨气，进塔气体中氨气的分压为20kPa，出塔气体中氨气的分压为2kPa，吸收剂中硫酸的浓度为0.5mol/L，气液接触面积为10m^2，传质系数为0.05kmol/(m^2·h·kPa)。求氨气的吸收速率。2、（本题5分）在一个萃取过程中，用有机溶剂从水溶液中萃取溶质A。水相初始浓度为100g/L，有机相初始浓度为0。相比（有机相流量与水相流量之比）为1:2，分配系数为5。经过三级错流萃取后，计算水相中溶质A的剩余浓度。3、（本题5分）在一个吸收塔中用清水吸收空气中的氨气，进气中氨气的摩尔分数为0.1，气流量为1000mol/h，吸收剂用量为2000mol/h，平衡关系为y=0.8x，计算尾气中氨气的摩尔分数。4、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行一级不可逆反应，催化剂颗粒直径为5mm，孔隙率为0.4，床层空隙率为0.5，反应速率常数为2h^-1，气体流速为0.5m/s，求催化剂的有效因子。5、（本题5分）一个连续精馏塔分离甲醇（A）和水（B）的混合物，进料组成中甲醇的摩尔分数为0.3，进料热状态参数q=1.1，塔顶馏出液中甲醇的摩尔分数为0.9，塔釜液中甲醇的摩尔分数为0.02。回流比为3，相对挥发度为7。计算理论塔板数。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在化工热力学的实际气体混合物性质计算中，混合规则的选择和应用。2、（本题5分）分析在化工过程的萃取精馏中，回流比和溶剂比的协同优化方法。3、（本题5分）简述在化工过程的蒸馏塔设计与操作中，如何确定塔板数、塔径和回流比等参数，保证蒸馏塔的分离效果和生产能力。4、（本题5分）化工过程中的燃烧反应在能源利用和污染物排放方面具有重要影响，请说明燃烧反应的基本原理和影响燃烧过程的因素，包括燃料性质、氧气供应和温度