咸陽師范學院《化工節(jié)能原理與技術(shù)》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《化工節(jié)能原理與技術(shù)》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的分配。對于一個特定的萃取體系，若萃取劑的用量增加，萃取相和萃余相的組成會如何變化？（）A.萃取相中溶質(zhì)濃度增加，萃余相中溶質(zhì)濃度減少B.萃取相中溶質(zhì)濃度減少，萃余相中溶質(zhì)濃度增加C.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均增加D.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均減少2、在化工生產(chǎn)中，常常需要對物料進行干燥處理。對于一種濕物料，若采用熱風干燥，風的溫度越高，物料的干燥速率一定越快嗎？（）A.一定B.不一定C.取決于物料的性質(zhì)D.取決于干燥設備的類型3、化工中的干燥過程需要消耗大量能源。對于一個節(jié)能型的干燥系統(tǒng)，以下哪個環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力最大？（）A.干燥設備的選型B.干燥介質(zhì)的循環(huán)利用C.余熱的回收D.優(yōu)化干燥操作條件4、在化學吸收過程中，吸收劑的選擇至關重要。當吸收一個具有較高溶解度的氣體時，以下關于吸收劑性能的要求，不正確的是：（）A.吸收劑的化學穩(wěn)定性要高B.吸收劑的揮發(fā)性要低C.吸收劑的粘度要大D.吸收劑與被吸收氣體的反應速率要快5、在化學反應器的選型中，對于反應級數(shù)較高的反應，以下哪種反應器類型通常更合適？（）A.間歇反應器B.連續(xù)攪拌釜式反應器C.管式反應器D.流化床反應器6、在化工生產(chǎn)中的攪拌釜中，以下哪種攪拌槳葉形式適用于高粘度流體的攪拌？（）A.螺旋槳式B.渦輪式C.錨式D.槳式7、在化工熱力學中，對于混合物的汽液平衡計算，以下哪種方法在高壓條件下更為適用？（）A.理想溶液模型B.活度系數(shù)法C.狀態(tài)方程法D.經(jīng)驗關聯(lián)式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、化工安全是化工生產(chǎn)的首要問題。在處理易燃易爆的化工物料時，以下哪種安全措施是最為基礎和關鍵的？（）A.安裝防爆電氣設備B.制定嚴格的操作規(guī)程C.進行靜電消除處理D.配備消防滅火設備10、在化工熱力學中，對于真實氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計算結(jié)果與實驗值相比會如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定11、化工過程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質(zhì)濃度D.減小進料量12、對于化工中的蒸發(fā)操作，以下關于蒸發(fā)器的類型和特點，哪一個是恰當?shù)?？（）A.常見的蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器和強制循環(huán)蒸發(fā)器等。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效果好；懸筐式蒸發(fā)器便于清洗和維修；外加熱式蒸發(fā)器加熱室和分離室分開，有利于循環(huán)；強制循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)速度大，傳熱系數(shù)高B.蒸發(fā)器的類型只有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器一種，其他類型都是在其基礎上改進的C.蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)與溶液的性質(zhì)和流速無關，只取決于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)D.蒸發(fā)器的操作壓力越高，蒸發(fā)效率越高，能耗越低13、在化工過程的物料衡算中，需要準確確定各種物料的流量和組成。對于一個復雜的化工流程，以下哪種方法能夠更有效地減少物料衡算的誤差？（）A.分步驟衡算B.采用經(jīng)驗公式C.忽略次要物料D.增加測量次數(shù)14、化工過程中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法。若要通過萃取精餾分離兩種沸點相近的物質(zhì)，選擇萃取劑時需要考慮哪些因素？（）A.溶解性、選擇性和揮發(fā)性B.密度、粘度和表面張力C.毒性、腐蝕性和穩(wěn)定性D.價格、來源和可再生性15、在化工分離過程中，離子交換分離技術(shù)常用于分離離子型物質(zhì)。以下關于離子交換樹脂的再生，哪種方法最為常用？（）A.用酸或堿溶液處理B.用鹽溶液處理C.加熱處理D.電解處理二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工生產(chǎn)的精餾塔設計中，塔板結(jié)構(gòu)的選擇對塔性能的影響。2、（本題5分）隨著化工企業(yè)對安全生產(chǎn)的要求不斷提高，深入分析化工過程中的危險識別與風險評估方法，包括火災、爆炸、中毒等危險的可能性和后果評估。3、（本題5分）闡述在化工反應過程的強化技術(shù)中，如微通道反應、超重力反應等，如何通過創(chuàng)新的設備和工藝手段提高反應速率和選擇性。4、（本題5分）解釋在化工過程的液液萃取中，相比的選擇對萃取效果的影響及確定方法。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）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2m/s，床層空隙率為0.5，求催化劑的帶出速度和最小流化速度。2、（本題5分）有一均相反應2A+3B→C，反應速率方程為-rA=kCA^1.5CB^2，其中反應速率常數(shù)k=5L^2.5/(mol^2.5·s)，初始時A的濃度為2mol/L，B的濃度為3mol/L，反應在8L的密閉容器中進行，經(jīng)過3h，求A、B、C的濃度。3、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應器（CSTR）中進行一級不可逆反應A→B，反應速率常數(shù)為0.5h^-1。進料流量為10L/h，進料中A的濃度為2mol/L。求達到80%轉(zhuǎn)化率時反應器的體積。假設反應混合物的密度不變。4、（本題5分）一個吸收塔用乙醇胺溶液吸收二氧化碳，進氣中二氧化碳的摩爾分數(shù)為0.15，氣體流量為120mol/h，吸收劑流量為250mol/h，塔內(nèi)氣液傳質(zhì)系數(shù)分別為kG=0.06kmol/(m2·h·kPa)，kL=0.1m/h，亨利系數(shù)H=1.2kPa·m3/mol，計算二氧化碳的吸收率和吸收塔的高度。5、（本題5分）在一個膜分離過程中，已知膜的滲透系數(shù)和膜面積，進料側(cè)溶質(zhì)的濃度為10mol/m3，滲透側(cè)溶質(zhì)的濃度為1mol/m3，求溶質(zhì)的滲透通量。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工廠計劃新建一套化工生產(chǎn)裝置，需要考慮工藝流程設計、設備選型、安全環(huán)保等多方面因素。請分析該項目的關鍵問題及解決方案。2、（本題10分）一家化工企業(yè)在進行原材料采購時，原材料價格波動較大，給成本控制帶來挑戰(zhàn)。請分析原材料價格波動的原因，并提出應對價格波動的采購策略。3、（本題