延边大学《化工热力学Ⅰ》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工热力学Ⅰ》2023-2024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20个小题，每小题1分，共20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、化学反应的速率常数不仅与温度有关，还与反应物的浓度有关。对于一个一级反应，当反应物浓度增加一倍时，速率常数会？（）A.增加一倍B.不变C.减小一半D.增加两倍2、在化工热力学中，研究混合气体的性质时，道尔顿分压定律和阿马格分体积定律具有重要意义。对于一个由两种理想气体组成的混合气体，以下关于分压和分体积的说法，正确的是：（）A.分压之和等于总压，分体积之和等于总体积B.分压之和大于总压，分体积之和大于总体积C.分压之和小于总压，分体积之和小于总体积D.分压与分体积之间没有确定的关系3、在化工设备的设计中，需要考虑压力对设备强度的要求。对于一个承受高压的容器，以下哪种封头形式的强度性能更好？（）A.椭圆形封头B.碟形封头C.球冠形封头D.平板封头4、在化工过程的控制系统中，需要选择合适的控制变量和被控变量。对于一个具有多个输入和输出的复杂化工过程，以下哪个方法能够更有效地确定控制变量和被控变量？（）A.经验判断B.灵敏度分析C.统计分析D.模拟计算5、在化工中的流化床反应器，关于其特点和适用范围，以下哪种表述是准确的？（）A.流化床反应器内固体颗粒处于流化状态，传热传质效率高，适用于强放热反应和要求有均一温度和浓度的反应B.流化床反应器的操作简单，对物料的粒度和密度没有要求C.流化床反应器的气体返混严重，转化率低，只适用于一些简单的反应D.流化床反应器内固体颗粒容易磨损和带出，增加了后续分离和回收的难度6、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（）A.考虑了分子间的引力和斥力B.适用于所有压力范围C.计算精度较高D.形式较为简单7、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8、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大9、在化工流体流动的测量中，以下哪种流量计适用于测量大管径、低流速的流体流量？（）A.涡轮流量计B.电磁流量计C.孔板流量计D.超声波流量计10、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少11、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶12、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13、在化学反应动力学的研究中，对于一个二级反应，其反应速率与反应物浓度的平方成正比。若初始反应物浓度增加一倍，反应速率会变为原来的几倍？（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍14、在化工原理的学习中，吸收操作是重要的传质过程。关于吸收过程中的气液平衡关系，以下说法不正确的是（）A.溶解度随温度升高而降低B.压力增大，溶解度增大C.亨利定律只适用于稀溶液D.气液平衡关系不受溶质种类影响15、在化工原理中，研究流体流动时，雷诺数是一个重要的无量纲参数。当雷诺数大于4000时，流体的流动状态通常为：（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法确定16、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17、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法18、在化工热力学的研究中，以下哪个参数常用于判断混合物的非理想性程度？（）A.活度系数B.逸度系数C.压缩因子D.偏心因子19、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20、化学反应工程中，对于气固相催化反应，若催化剂的孔径过小，会对反应产生怎样的影响？（）A.提高反应速率B.降低反应速率C.对反应速率无影响D.可能提高也可能降低反应速率二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在化工热力学的熵平衡计算中，熵产生的含义和其在过程分析中的作用。2、（本题5分）化工热力学中的混合规则在状态方程的应用中起着关键作用，请解释混合规则的概念和常见的混合规则（如vanderWaals混合规则、RK混合规则等），并分析它们的适用范围和准确性。3、（本题5分）在化工设计中，需要进行物料衡算和能量衡算，请分别说明物料衡算和能量衡算的基本原理和步骤，并举例说明它们在化工过程设计中的应用。4、（本题5分）在化学工程领域，全面论述聚合物的合成方法、性能特点以及在塑料、纤维、橡胶等工业中的应用，探讨如何通过聚合反应条件控制聚合物的分子量和结构。5、（本题5分）分析在化工仪表及自动化控制中，如何选择合适的测量仪表和控制策略，实现对化工过程参数的准确监测和自动控制。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工企业的产品在市场上出现了假冒伪劣产品，影响了企业的声誉和市场份额。分析企业应如何进行品牌保护和打假工作。2、（本题5分）一家塑料生产企业的产品出现了脆化现象。请分析可能的原因并提出防护措施。3、（本题5分）某化工企业的生产车间存在粉尘污染问题，对员工健康和生产安全造成威胁。分析粉尘产生的原因及应采取的除尘措施。4、（本题5分）某化工企业的废水处理系统运行效果不佳，无法达到排放标准。请分析废水处理系统存在的问题，并提出改进和优化的方案。5、（本题5分）某化工项目在可行性研究阶段，需要对项目的市场前景进行分析。请分析市场前景分析的内容和方法。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工厂生产过程中产生一股含有苯（B）和甲苯（T）的混合蒸汽，总压为1atm，温度为100°C。其中苯的摩尔分数为0.6，甲苯的摩尔分数为0.4。利用理想气体状态方程和安托尼方程（Antoineequation）计算苯和甲苯的饱和蒸汽压，并判断该混合蒸汽是否处于饱和状态。2、（本题10分）进行一个气固相催化反应，反应速率方程为-rA=kpA^0.5，其中k=0.1mol/(m²·s·kPa^0.5)，压力pA为20kPa。催化剂颗粒为球形，直径为5mm