湖北生物科技职业学院《工业催化》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《工业催化》2023-2024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、在化工分离过程中，精馏是常用的方法之一。当处理具有较大相对挥发度的混合物时，以下关于精馏塔所需理论塔板数的说法，正确的是：（）A.相对挥发度越大，理论塔板数越多B.相对挥发度越大，理论塔板数越少C.理论塔板数与相对挥发度无关D.相对挥发度对理论塔板数的影响不确定2、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.热管换热器3、在化工分离过程中，离子交换树脂常用于分离离子型物质。对于一种强酸性阳离子交换树脂，以下哪种离子更容易被交换？（）A.钠离子B.钙离子C.氢离子D.镁离子4、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5、化工过程中的蒸发操作，若要降低溶液的沸点升高，以下哪种方法可行？（）A.提高操作压力B.降低操作压力C.增加溶质浓度D.减小进料量6、在化工热力学中，研究纯物质的相平衡时，克劳修斯-克拉佩龙方程描述了蒸气压与温度的关系。对于一种挥发性液体，以下关于其蒸气压随温度变化的趋势，正确的是：（）A.温度升高，蒸气压线性增加B.温度升高，蒸气压指数增加C.温度升高，蒸气压先增加后减小D.温度升高，蒸气压不变7、在化工热力学中，对于纯物质的临界状态，以下哪个参数在临界状态时没有明确的数值？（）A.温度B.压力C.体积D.密度8、在化工吸收过程中，如果吸收剂的用量无限增大，吸收率会如何变化？（）A.吸收率无限增大B.吸收率趋近于1C.吸收率保持不变D.吸收率逐渐减小9、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（）A.依靠压力差作为推动力B.利用膜的选择性透过性C.溶质会透过膜进入渗透液D.适用于分离小分子物质10、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热过程，以下关于系统内能和熵的变化，哪项说法是正确的？（）A.内能不变，熵增加B.内能增加，熵不变C.内能减少，熵不变D.内能不变，熵不变11、在化工过程的优化设计中，以下哪个方面的考虑对于减少环境污染最为重要？（）A.选择清洁的原料B.优化反应条件C.采用高效的分离技术D.设计合理的废物处理方案12、化工过程中的精馏操作是常见的分离方法。在一个连续精馏塔中，若进料组成发生变化，塔顶和塔底产品的纯度会受到怎样的影响？（）A.塔顶和塔底产品纯度均不变B.塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度不变C.塔顶产品纯度不变，塔底产品纯度降低D.塔顶和塔底产品纯度均可能发生变化13、化工中的吸收塔设计需要考虑多个因素。当处理高浓度气体时，以下哪种吸收塔的类型更为合适？（）A.填料塔B.板式塔C.喷淋塔D.鼓泡塔14、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15、在化工设备的密封形式中，以下哪种密封适用于高温高压且有毒有害介质的场合？（）A.填料密封B.机械密封C.迷宫密封D.液封二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在化工过程的质量传递中，扩散系数的测定方法及其在实际问题中的应用。2、（本题5分）化工原理中的蒸发操作常用于溶液的浓缩，请详细说明蒸发过程的原理和特点，包括蒸发器的类型（如中央循环管式、外加热式等）和操作要点，并分析如何提高蒸发效率。3、（本题5分）在化工原理中，液体精馏过程中的塔板效率是衡量精馏塔性能的重要指标。请阐述塔板效率的定义和影响因素，并分析如何提高精馏塔的塔板效率。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个流化床干燥器用于干燥湿物料，湿物料的处理量为1500kg/h，初含水量为0.35（湿基），终含水量为0.05（湿基），干燥介质为热空气，进口温度为130°C，湿度为0.005kg/kg干气，出口温度为70°C，湿度为0.02kg/kg干气。求干燥介质的消耗量和干燥器的传热面积。2、（本题5分）某二元混合物在常压下进行闪蒸，进料组成xF=0.4（摩尔分数），闪蒸温度下的平衡关系为y=0.6x+0.3，进料量为100kmol/h。求闪蒸后汽相和液相的流量及组成。3、（本题5分）某理想气体在绝热条件下进行膨胀，初始温度为500K，压力为2MPa，体积为1m³。膨胀后压力降至1MPa，求膨胀后的温度和体积。已知气体的绝热指数为1.4。4、（本题5分）一个吸收塔用于吸收空气中的氨气，进气中氨气的摩尔分数为0.05，吸收剂为水，流量为2000kg/h，气液接触面积为100m²，传质系数为0.05kmol/(m²·h·kPa)，平衡关系符合亨利定律，亨利系数为200kPa，计算氨气的吸收率。5、（本题5分）一个化工厂用膜分离器分离两种气体混合物，其中一种气体的渗透率为5×10^-4m3/(m2·s·Pa)，膜面积为10m2，两侧压差为200kPa。计算该气体的渗透流量。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工厂在进行生产调度时，经常出现物料供应不及时和生产进度不协调的问题。请分析产生这些问题的原因，并提出优化生产调度的方案