湖南文理学院《化工容器设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工容器设计》2023-2024学年第二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、对于化工中的液液萃取设备，以下关于萃取塔的类型和特点，哪一项是准确的？（）A.常见的萃取塔有喷洒塔、填料塔、筛板塔和转盘塔等。喷洒塔结构简单，但传质效率低；填料塔传质效率高，但阻力大；筛板塔处理能力大，但操作弹性小；转盘塔效率高，操作弹性大B.萃取塔的类型只有填料塔一种，其他类型的萃取塔很少使用C.萃取塔的传质效率与塔的高度成正比，塔越高，传质效果越好D.萃取塔的操作条件对传质效率没有影响，只需要关注塔的结构2、在化工分离过程中，蒸馏是一种广泛应用的分离方法。对于一个二元理想混合物的简单蒸馏过程，以下关于馏出液组成的变化，正确的是：（）A.馏出液组成逐渐降低B.馏出液组成逐渐升高C.馏出液组成保持不变D.馏出液组成先升高后降低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、在化工热力学中，对于气体的绝热可逆膨胀过程，以下哪个参数一定不变？（）A.温度B.熵C.焓D.内能5、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6、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7、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（）A.对溶质的溶解能力B.与原溶剂的互溶性C.萃取剂的价格D.萃取剂的挥发性8、在化工设备的防腐措施中，阴极保护是一种常见的方法。对于一个处于电解质溶液中的金属设备，以下哪种阴极保护方式更为有效？（）A.牺牲阳极法B.外加电流法C.涂层与阴极保护结合D.以上效果相同9、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10、在化工传热过程中，增加传热面积可以提高传热效率。以下哪种方式增加传热面积的效果最显著？（）A.增加管道长度B.增加管道直径C.使用翅片管D.增加换热器的数量11、在化工反应的催化剂研究中，催化剂的活性中心结构对反应性能起着关键作用。以下哪种方法通常不能用于研究催化剂的活性中心？（）A.电子显微镜观察B.化学分析C.红外光谱分析D.肉眼直接观察12、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13、在化工生产中的结晶器设计中，以下哪个因素对晶体的粒度分布影响最大？（）A.溶液的过饱和度控制B.结晶器的搅拌强度C.结晶器的材质D.结晶器的形状14、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15、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工热力学的基本原理和应用，包括状态方程、热力学性质计算以及在相平衡、能量分析等方面的应用。2、（本题5分）化工过程中的聚合反应工程具有一定的复杂性，请说明自由基聚合、离子聚合和逐步聚合的反应特点和动力学规律，并分析聚合反应过程中的传热和传质问题。3、（本题5分）简述在化工固体废弃物的处置和资源化利用中，如何通过分类、处理和回收等手段，减少废弃物对环境的影响并实现资源的最大化利用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.4s^-1。进料中A的浓度为3mol/L，进料流量为2L/s，催化剂床层体积为20L。计算反应器出口处A的转化率。2、（本题5分）某吸收塔用清水吸收混合气中的溶质A，进口混合气中A的摩尔分数为0.04，出口混合气中A的摩尔分数要求降低到0.004，平衡关系为y=0.65x，气液比为1.2。求所需的填料层高度和塔径（假设空塔气速为1.1m/s）。3、（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。4、（本题5分）一个萃取塔用有机溶剂萃取水溶液中的溶质A，水相进料量为1000kg/h，溶质A的初始浓度为20g/L，有机相进料量为800kg/h，溶质A在有机相和水相中的分配系数为3。计算单级萃取后水相中溶质A的浓度。5、（本题5分）一个吸收塔中用清水吸收空气中的氨气，进气中氨的摩尔分数为0.1，气流量为1000mol/h，液气比为2，平衡关系为y=0.8x。计算吸收率和尾气中氨的摩尔分数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的废水处理系统运行效果不佳，