湖南理工學院南湖學院《沸石催化與分離技術》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《沸石催化與分離技術》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、化學反應的速率常數(shù)不僅與溫度有關，還與反應物的濃度有關。對于一個一級反應，當反應物濃度增加一倍時，速率常數(shù)會？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍2、在化工中的多組分精餾過程，關于關鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關鍵組分是指在混合物分離過程中對分離要求起關鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴格限制的組分作為關鍵組分B.關鍵組分的選擇是隨意的，對精餾塔的設計和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個關鍵組分，不存在多個關鍵組分的情況D.關鍵組分的濃度越高，越容易分離，對精餾過程越有利3、化工中的精餾操作可以通過改變操作條件來提高分離效果。當塔頂產(chǎn)品的純度要求較高時，以下哪個操作條件的調整最為有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜溫度C.增加塔頂采出量D.降低塔壓4、在化工分離過程中，反滲透膜分離技術在水處理中應用廣泛。以下關于反滲透的驅動力，哪種說法是正確的？（）A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差5、化工中的過濾操作常用于分離固體和液體。對于一種顆粒細小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機B.真空轉鼓過濾機C.離心過濾機D.袋式過濾器6、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，以下關于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關鍵？（）A.溶液的性質B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小7、在化工結晶過程中，影響晶體生長速度和晶體形態(tài)的因素眾多。以下哪個因素通常對晶體生長速度的影響相對較小？（）A.過飽和度B.攪拌強度C.溶液的pH值D.結晶器的材質8、在化工干燥過程中，干燥速率曲線通?？梢苑譃閹讉€階段。以下哪個階段的干燥速率主要受物料內(nèi)部水分擴散控制？（）A.恒速干燥階段B.降速干燥階段C.預熱階段D.平衡階段9、在化工熱力學中，對于一個絕熱可逆膨脹過程，系統(tǒng)的溫度和壓力會如何變化？（）A.溫度降低，壓力降低B.溫度升高，壓力升高C.溫度不變，壓力降低D.溫度降低，壓力不變10、在化工傳熱過程中，保溫層的作用不可忽視。以下關于保溫層的選擇和計算，不正確的是（）A.要考慮保溫材料的導熱系數(shù)B.保溫層越厚越好C.要計算保溫層的經(jīng)濟厚度D.考慮環(huán)境溫度對保溫效果的影響11、化工過程中的傳熱強化技術可以提高能源利用效率。以下關于傳熱強化的方法，不正確的是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.降低流體流速D.使用高效傳熱元件12、化學反應工程中，對于氣固相催化反應的內(nèi)擴散影響，以下描述不正確的是（）A.會降低反應速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對所有反應的影響程度相同D.與反應物的分子大小有關13、在化工反應工程中，以下哪種反應器內(nèi)的物料濃度隨時間和空間變化？（）A.間歇釜式反應器B.連續(xù)釜式反應器C.平推流反應器D.全混流反應器14、在化學反應工程中，研究反應速率與反應物濃度、溫度等因素的關系至關重要。對于一個復雜的多步反應，以下關于反應速率控制步驟的說法，正確的是：（）A.控制步驟的反應速率最快B.控制步驟決定了整個反應的速率C.控制步驟的反應物濃度最高D.控制步驟受溫度影響最小15、化學反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，若中間產(chǎn)物是目標產(chǎn)物，以下哪種操作條件有利于提高中間產(chǎn)物的選擇性？（）A.提高反應溫度B.降低反應溫度C.增加反應物濃度D.減少反應物濃度二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工過程的等離子體技術應用中，如何產(chǎn)生等離子體并利用其高活性和高能量特性促進化學反應，如等離子體聚合、表面處理等。2、（本題5分）分析在化工過程的結晶過程中的晶體生長動力學研究中，如何通過實驗和理論分析確定晶體生長速率與過飽和度等因素的關系。3、（本題5分）詳細說明在化工設備的腐蝕與防護中，緩蝕劑的作用原理和應用方法。4、（本題5分）化學反應的選擇性對于提高原料利用率和產(chǎn)品質量非常重要。請解釋選擇性的概念，并討論在化工生產(chǎn)中如何提高反應的選擇性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個蒸發(fā)結晶過程中，將25%（質量分數(shù)）的某鹽溶液濃縮至55%，進料量為1200kg/h，蒸發(fā)室的壓力為25kPa（絕壓），對應的飽和蒸汽溫度為65°C，溶液的比熱容為3.3kJ/(kg·K)，加熱蒸汽的溫度為135°C，冷凝潛熱為2050kJ/kg，求加熱蒸汽的消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。假設傳熱系數(shù)為750W/(m2·K)。2、（本題5分）在一個流化床反應器中進行氣固相催化反應，催化劑顆粒直徑為0.5mm，密度為2000kg/m3，氣體流速為10m/s，床層空隙率為0.5。已知反應速率與催化劑顆粒表面積成正比，比例系數(shù)為0.01mol/(m2·s)，計算反應的轉化率。3、（本題5分）在一個流化床反應器中進行催化反應，催化劑顆粒的平均直徑為0.1mm，密度為2000kg/m^3，氣體的粘度為0.02Pa·s，表觀氣速為0.5m/s。計算最小流化速度和帶出速度。4、（本題5分）某精餾塔進料為過熱蒸汽，進料中輕組分的摩爾分數(shù)為0.35，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.05，回流比為2.5，計算塔頂和塔釜的產(chǎn)品流量。5、（本題5分）某精餾塔的進料為飽和液體進料，進料組成中輕組分的摩爾分數(shù)為0.4，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.98，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.02，回流比為3.5。計算精餾段和提餾段的操作線方程。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在化工新材料領域，某企業(yè)計劃開發(fā)一種導電高分子材料。請分析該項目在化學工程方面的技術挑戰(zhàn)。2、（本題10分）某化工企業(yè)的產(chǎn)品在市場上的競爭力不足，需要進行產(chǎn)品升級和創(chuàng)新。分析產(chǎn)品升級和創(chuàng)新的方向及可能面臨的挑戰(zhàn)