合肥学院《化工设备基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工设备基础》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、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。若要选择一种适用于强酸环境的涂层材料，以下哪种较为合适？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚氯乙烯涂层D.钛金属涂层2、化工中的精馏操作是分离液体混合物的重要方法。对于精馏塔的设计和操作，以下说法错误的是（）A.理论塔板数可以通过逐板计算法求得B.回流比越大，分离效果越好C.进料位置对塔的性能没有影响D.塔板效率会影响实际塔板数3、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利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、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6、化工热力学中，对于混合热不为零的混合物，其超额性质通常如何定义？（）A.实际混合物性质与理想混合物性质之差B.实际混合物性质与纯组分性质之和C.实际混合物性质与纯组分性质之差D.实际混合物性质与理想溶液性质之差7、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略8、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（）A.对原料进行预处理B.控制反应温度和压力C.定期对催化剂进行再生D.以上都是9、在化工过程的节能措施中，热集成技术能够有效地提高能源利用效率。以下关于热集成技术的原理，哪种说法是不准确的？（）A.合理匹配热物流和冷物流B.减少公用工程的消耗C.提高换热器的传热温差D.实现热量的回收和再利用10、在化工工艺设计中，工艺流程的选择需要综合考虑多方面因素。对于一个生产同一种产品的不同工艺流程，以下关于选择的依据，不正确的是：（）A.设备投资成本B.操作人员的经验C.原材料的供应D.产品的质量11、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性12、在化工单元操作中，吸收过程常用于分离气体混合物。当吸收剂用量增加时，以下关于吸收效果的变化，哪种说法是正确的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不变C.吸收率可能增加也可能不变D.吸收率一定减小13、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力14、在化工生产中，经常需要对物料进行混合。对于高粘度物料的混合，以下哪种搅拌器的混合效果通常更好？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.螺带式搅拌器15、在化工燃烧过程中，为了实现完全燃烧，需要控制合适的空气量。当空气量不足时，会产生哪些不良后果？（）A.燃烧温度升高B.燃料利用率提高C.产生有害气体D.燃烧速度加快二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）化工过程中的传热设备中，换热器的热设计是根据工艺要求确定换热器的结构和尺寸的关键步骤。请详细介绍换热器热设计的方法和步骤，并举例说明如何进行换热器的热设计。2、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何通过控制溶液的pH值和添加剂来改善晶体的性能。3、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，杂质对晶体质量的影响及去除方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个结晶器中，将含有溶质A的溶液进行冷却结晶。初始溶液中A的浓度为60g/L，溶解度随温度的变化关系为C=120-0.6T（g/L，T为温度，单位为°C）。冷却过程从70°C降至25°C，计算结晶出的溶质A的质量。2、（本题5分）某化工厂生产一种产品，反应方程式为A+2B→3C，原料A和B的进料流量分别为5mol/min和10mol/min，反应转化率为80%，求产物C的生成量。3、（本题5分）一个逆流操作的列管式换热器，热流体进口温度为300°C，出口温度为200°C，冷流体进口温度为50°C，出口温度为150°C。热流体的比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为4kJ/(kg·K)，总传热系数为200W/(m²·K)，求换热器的换热面积。4、（本题5分）某理想气体经历绝热可逆压缩过程，初始压力为100kPa，初始温度为300K，压缩后压力为300kPa，已知气体的比热容比为1.4。计算终态温度和压缩功。5、（本题5分）一个反应精馏塔中进行可逆反应A+B⇌C+D，反应平衡常数K=2。进料中A和B的摩尔比为1:1，进料流量为100mol/h，塔顶馏出物中C的摩尔分数为0.4。求塔底产品中A的摩尔分数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本