武汉工程大学邮电与信息工程学院《电催化原理与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《电催化原理与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷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2、在化学反应器的设计中，需要考虑物料的流动模式。对于理想的平推流反应器，以下关于其特点的描述，不正确的是：（）A.不存在返混B.反应物浓度沿反应器长度逐渐变化C.不同停留时间的物料之间会混合D.反应速率只与反应器内位置有关3、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体4、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（）A.优化反应条件B.改进分离工艺C.采用余热回收系统D.更换高效的动力设备5、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6、在化工生产中，经常需要对混合物进行干燥处理。对于一个恒速干燥阶段，以下关于干燥速率的主要影响因素，正确的是：（）A.物料的含水量B.干燥介质的温度C.干燥介质的流速D.物料的性质7、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（）A.熵变为零B.熵变小于零C.熵变大于零D.熵变的正负无法确定8、化工分离过程中的吸附操作常用于气体和液体的净化。对于一个固定床吸附器，若吸附剂的吸附容量达到饱和，需要进行再生。以下哪种再生方法通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生9、化工原理中，对于吸收塔的设计，若气体的流量增大，而其他条件不变，为了保持相同的吸收率，以下哪种措施需要采取？（）A.增大吸收剂的流量B.减小吸收剂的流量C.增加塔板数D.减少塔板数10、关于化工过程中的萃取精馏，以下哪种情况适合采用该方法进行分离？（）A.两组分沸点接近且相对挥发度小B.两组分沸点差异大且相对挥发度大C.混合物中各组分挥发性都很强D.混合物中各组分挥发性都很弱11、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度12、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（）A.流化床的压降B.颗粒的带出速度C.气体的空塔速度D.床层的膨胀比13、在化学工程中，对于多相反应体系的研究至关重要。当进行气液固三相反应时，以下哪个因素对反应速率的影响最为复杂且难以准确预测？（）A.气体的扩散速率B.液体的搅拌速度C.固体催化剂的孔隙结构D.三相之间的接触面积14、在化工流体输送过程中，需要考虑管道阻力的影响。当输送高粘度液体时，以下哪种管道材质和内径的组合能够最大程度地减小阻力损失？（）A.不锈钢管道，内径较大B.塑料管道，内径较小C.玻璃管道，内径适中D.铸铁管道，内径较大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）化工过程中的聚合反应釜的传热和搅拌设计需要综合考虑多个因素，请说明聚合反应釜的传热方式和搅拌器的选择原则，包括夹套传热、内盘管传热和搅拌器的类型和性能，并分析如何实现均匀的温度分布和良好的混合效果。2、（本题5分）论述在化工过程的萃取操作中，如何提高萃取效率和实现多级萃取的优化。3、（本题5分）在化工原理中，液体搅拌过程中的搅拌器功率准数是衡量搅拌器性能的重要参数。请阐述搅拌器功率准数的定义和影响因素，并分析如何通过实验或计算确定搅拌器功率准数。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某换热器用热水加热冷水，热水进口温度为90°C，流量为2kg/s，比热容为4.2kJ/(kg·K)；冷水进口温度为20°C，流量为3kg/s，比热容为4.18kJ/(kg·K)。换热器的传热系数为1000W/(m²·K)，换热面积为5m²，计算冷水出口温度。2、（本题5分）一个反渗透系统处理含盐量为800ppm的水，反渗透膜的脱盐率为90%，产水流量为800L/h，计算浓水的含盐量和浓水流量。3、（本题5分）在一个恒容绝热的容器中，发生如下气相反应：A+2B→3C。初始时，容器中有1molA、2molB，反应达到平衡时，总压力为200kPa，平衡常数Kp=16。计算平衡时各组分的分压和浓度。4、（本题5分）有一理想气体混合物，其中组分A、B、C的摩尔分数分别为0.3、0.5、0.2，总压为100kPa，温度为300K。已知A、B、C的临界温度和临界压力分别为（T_cA，P_cA）、（T_cB，P_cB）、（T_cC，P_cC），求混合物的压缩因子。5、（本题5分）在一个膜分离过程中，用于分离氢气和氮气的混合物。进料中氢气和氮气的摩尔分数分别为0.7和0.3，膜的渗透率分别为100和10，进料流量为50mol/h，计算透过膜的氢气和氮气的流量。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，某企业开发的生物质能源