齐鲁工业大学《化工热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页齐鲁工业大学《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批阅人一、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、在化工反应的热效应计算中，需要考虑反应的焓变。对于一个吸热反应，升高温度会对反应的平衡常数产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大B.平衡常数减小C.平衡常数不变D.平衡常数先增大后减小2、在化工设备设计中，材料的选择需要考虑多种因素。对于一个在高温高压下工作的反应器，以下关于材料性能的要求，不正确的是：（）A.材料的强度要高B.材料的耐腐蚀性要好C.材料的导热性要差D.材料的韧性要足3、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4、化工生产中的蒸发操作常用于溶液的浓缩。对于多效蒸发系统，以下关于其节能原理和特点，描述错误的是（）A.利用二次蒸汽B.效数越多，节能效果越好C.设备投资增加D.操作复杂5、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6、在化工生产中的液液萃取过程中，以下哪种因素对萃取效果的影响相对较小？（）A.两相的接触时间B.萃取剂的用量C.萃取温度D.萃取设备的类型7、化工生产中的结晶操作常用于提纯物质。对于结晶过程的影响因素，以下说法不正确的是（）A.溶液过饱和度是关键因素B.搅拌速度对结晶粒度有影响C.杂质的存在总是不利于结晶D.冷却速率会影响结晶形态8、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器9、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（）A.回流比B.进料位置C.塔釜加热量D.塔顶采出量10、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度11、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12、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器13、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14、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定15、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.以上三种方式结合二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）结合化工企业的节能减排实践，深入探讨余热发电技术在化工中的应用原理、系统组成以及经济效益和环境效益。2、（本题5分）在化学反应工程中，反应动力学模型的建立是研究反应过程的重要手段。请论述建立反应动力学模型的步骤和方法，并举例说明如何验证和优化模型。3、（本题5分）解释在化工设备的制造过程中，焊接工艺的选择和质量控制要点。4、（本题5分）在化学反应工程中，讨论反应器的热稳定性问题，包括放热反应和吸热反应的热稳定性分析方法，并说明如何设计和操作反应器以保证热稳定性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（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3A→2B，反应速率方程为r=kC_A³，其中k=0.3mol³/(L³·s)，进料中A的浓度为2.5mol/L，气体流速为6L/s。流化床的体积为60L，计算反应器出口处A和B的浓度。2、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）串联平推流反应器（PFR）的系统中进行一级不可逆反应，CSTR的体积为2m³，反应速率常数为0.2h⁻¹，进料流量为5m³/h，进料中反应物浓度为1mol/L，PFR的体积为3m³。求系统的总转化率。3、（本题5分）一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）进行二级不可逆反应A→2B，反应速率常数为0.2L/(mol·s)，进料中A的浓度为2mol/L，流量为5L/s，求达到70%转化率时所需的反应器体积。4、（本题5分）用内径为50mm的管道输送20°C的水，水的流速为2m/s，已知水在20°C时的黏度为1.005×10^(-3)Pa·s，求雷诺数并判断流型。5、（本题5分）某二元混合物进行精馏操作，进料中轻组分的摩尔分数为0.4，相对挥发度为2.5，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数要求达到0.9，回流比为3。计算最小回流比和理论塔板数。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家化妆品生产企业的产品出现了油腻感。请分析可能的原因并提出解决方案。2、（本题10分）一家化工企业在进行市场调研时，发现竞争对手推出了类似的产品，且价格更具优势。请分