河北体育学院《反应器设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《反应器设计》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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、在化工生产中的结晶过程中，以下哪种操作条件有利于得到大颗粒晶体？（）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.强烈的搅拌2、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3、在化工流体流动中，当流体流经管道时会产生阻力损失。对于层流和湍流两种流动状态，以下关于阻力损失的特点，哪项描述是不正确的？（）A.层流的阻力损失与流速的一次方成正比B.湍流的阻力损失与流速的平方成正比C.层流的阻力损失通常小于湍流D.湍流的阻力损失与管道粗糙度无关4、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（）A.间歇反应器适合小批量生产B.连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高C.两者的反应时间计算方法不同D.物料混合情况有所差异5、化学反应工程中的催化反应，催化剂起着关键作用。以下关于催化剂的性能和失活原因，不正确的是（）A.能提高反应速率B.催化剂的活性会永久保持C.中毒和烧结会导致失活D.可以改变反应的选择性6、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7、在化工过滤操作中，过滤速率与过滤压差之间存在一定的关系。当过滤压差增大时，以下哪种情况不太可能发生？（）A.过滤速率加快B.滤饼厚度增加C.滤液的澄清度提高D.过滤介质的阻力增大8、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9、化工中的干燥过程需要消耗大量能源。对于一个节能型的干燥系统，以下哪个环节的节能潜力最大？（）A.干燥设备的选型B.干燥介质的循环利用C.余热的回收D.优化干燥操作条件10、在化工传热过程中，保温层的设置可以减少热量损失。以下关于保温层厚度的确定，哪种方法最为准确？（）A.根据经验选择B.通过热平衡计算C.采用经济厚度法D.以上方法效果相同11、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12、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13、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（）A.水B.空气C.冷冻盐水D.导热油14、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器15、在化工安全管理中，应急预案的制定是重要环节。以下关于应急预案内容的描述，不正确的是：（）A.应急组织机构和职责B.事故预防措施C.详细的工艺流程图D.应急响应程序二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述在化工过程的流化床反应器设计中，如何考虑流化状态、传热传质和反应动力学，确定反应器的结构和操作参数。2、（本题5分）请详细阐述化工过程中的喷雾干燥技术，包括喷雾干燥器的工作原理、操作参数对产品性能的影响以及在食品、制药等行业的应用实例。3、（本题5分）化工过程中的搅拌釜式反应器的放大设计是一个关键问题，请说明搅拌釜式反应器放大的原则和方法，包括几何相似、动力相似和传热相似等，并分析放大过程中可能出现的问题和解决措施。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某换热器用温度为180°C的热油将20°C的冷水加热到80°C，热油流量为2kg/s，比热容为2.5kJ/(kg·K)，冷水流量为3kg/s，比热容为4.2kJ/(kg·K)，求换热器的传热面积（假设总传热系数为800W/(m²·K)）。2、（本题5分）一个精馏塔用于分离乙醇和水的混合物，进料中乙醇的摩尔分数为0.3，进料流量为500kmol/h，塔顶馏出液中乙醇的摩尔分数为0.9，塔釜液中乙醇的摩尔分数为0.05，相对挥发度为8，计算回流比和理论塔板数。3、（本题5分）某反应在500K时的平衡常数K=100，若起始时反应物的浓度均为1mol/L，求反应达到平衡时各物质的浓度。4、（本题5分）一个间歇反应釜中进行二级不可逆反应A+B→C，反应速率常数为2L/(mol·s)。初始时A和B的浓度均为1mol/L，反应时间为2h，计算反应结束时C的浓度。5、（本题5分）在一个绝热恒容反应器中进行二级反应2A→B，初始浓度[A]₀=4mol/L，反应2小时后，A的浓度变为2mol/L。计算反应速率常数和反应的半衰期。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在新能源领域，某企业开发的氢能存储材料存在存储容量不高