咸阳师范学院《化工节能原理与技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工节能原理与技术》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、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配。对于一个特定的萃取体系，若萃取剂的用量增加，萃取相和萃余相的组成会如何变化？（）A.萃取相中溶质浓度增加，萃余相中溶质浓度减少B.萃取相中溶质浓度减少，萃余相中溶质浓度增加C.萃取相和萃余相中溶质浓度均增加D.萃取相和萃余相中溶质浓度均减少2、在化工生产中，常常需要对物料进行干燥处理。对于一种湿物料，若采用热风干燥，风的温度越高，物料的干燥速率一定越快吗？（）A.一定B.不一定C.取决于物料的性质D.取决于干燥设备的类型3、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4、在化学吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。当吸收一个具有较高溶解度的气体时，以下关于吸收剂性能的要求，不正确的是：（）A.吸收剂的化学稳定性要高B.吸收剂的挥发性要低C.吸收剂的粘度要大D.吸收剂与被吸收气体的反应速率要快5、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6、在化工生产中的搅拌釜中，以下哪种搅拌桨叶形式适用于高粘度流体的搅拌？（）A.螺旋桨式B.涡轮式C.锚式D.桨式7、在化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，以下哪种方法在高压条件下更为适用？（）A.理想溶液模型B.活度系数法C.状态方程法D.经验关联式8、在化工干燥过程中，干燥速率曲线通常可以分为几个阶段。以下哪个阶段的干燥速率主要受物料内部水分扩散控制？（）A.恒速干燥阶段B.降速干燥阶段C.预热阶段D.平衡阶段9、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（）A.安装防爆电气设备B.制定严格的操作规程C.进行静电消除处理D.配备消防灭火设备10、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11、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12、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低13、在化工过程的物料衡算中，需要准确确定各种物料的流量和组成。对于一个复杂的化工流程，以下哪种方法能够更有效地减少物料衡算的误差？（）A.分步骤衡算B.采用经验公式C.忽略次要物料D.增加测量次数14、化工过程中的萃取精馏是一种特殊的精馏方法。若要通过萃取精馏分离两种沸点相近的物质，选择萃取剂时需要考虑哪些因素？（）A.溶解性、选择性和挥发性B.密度、粘度和表面张力C.毒性、腐蚀性和稳定性D.价格、来源和可再生性15、在化工分离过程中，离子交换分离技术常用于分离离子型物质。以下关于离子交换树脂的再生，哪种方法最为常用？（）A.用酸或碱溶液处理B.用盐溶液处理C.加热处理D.电解处理二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析在化工生产的精馏塔设计中，塔板结构的选择对塔性能的影响。2、（本题5分）随着化工企业对安全生产的要求不断提高，深入分析化工过程中的危险识别与风险评估方法，包括火灾、爆炸、中毒等危险的可能性和后果评估。3、（本题5分）阐述在化工反应过程的强化技术中，如微通道反应、超重力反应等，如何通过创新的设备和工艺手段提高反应速率和选择性。4、（本题5分）解释在化工过程的液液萃取中，相比的选择对萃取效果的影响及确定方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒直径为0.5mm，密度为2000kg/m³，气体流速为2m/s，床层空隙率为0.5，求催化剂的带出速度和最小流化速度。2、（本题5分）有一均相反应2A+3B→C，反应速率方程为-rA=kCA^1.5CB^2，其中反应速率常数k=5L^2.5/(mol^2.5·s)，初始时A的浓度为2mol/L，B的浓度为3mol/L，反应在8L的密闭容器中进行，经过3h，求A、B、C的浓度。3、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.5h^-1。进料流量为10L/h，进料中A的浓度为2mol/L。求达到80%转化率时反应器的体积。假设反应混合物的密度不变。4、（本题5分）一个吸收塔用乙醇胺溶液吸收二氧化碳，进气中二氧化碳的摩尔分数为0.15，气体流量为120mol/h，吸收剂流量为250mol/h，塔内气液传质系数分别为kG=0.06kmol/(m²·h·kPa)，kL=0.1m/h，亨利系数H=1.2kPa·m³/mol，计算二氧化碳的吸收率和吸收塔的高度。5、（本题5分）在一个膜分离过程中，已知膜的渗透系数和膜面积，进料侧溶质的浓度为10mol/m³，渗透侧溶质的浓度为1mol/m³，求溶质的渗透通量。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工厂计划新建一套化工生产装置，需要考虑工艺流程设计、设备选型、安全环保等多方面因素。请分析该项目的关键问题及解决方案。2、（本题10分）一家化工企业在进行原材料采购时，原材料价格波动较大，给成本控制带来挑战。请分析原材料价格波动的原因，并提出应对价格波动的采购策略。3、（本题