湖南文理學院《化工容器設計》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《化工容器設計》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、對于化工中的液液萃取設備，以下關于萃取塔的類型和特點，哪一項是準確的？（）A.常見的萃取塔有噴灑塔、填料塔、篩板塔和轉(zhuǎn)盤塔等。噴灑塔結(jié)構簡單，但傳質(zhì)效率低；填料塔傳質(zhì)效率高，但阻力大；篩板塔處理能力大，但操作彈性?。晦D(zhuǎn)盤塔效率高，操作彈性大B.萃取塔的類型只有填料塔一種，其他類型的萃取塔很少使用C.萃取塔的傳質(zhì)效率與塔的高度成正比，塔越高，傳質(zhì)效果越好D.萃取塔的操作條件對傳質(zhì)效率沒有影響，只需要關注塔的結(jié)構2、在化工分離過程中，蒸餾是一種廣泛應用的分離方法。對于一個二元理想混合物的簡單蒸餾過程，以下關于餾出液組成的變化，正確的是：（）A.餾出液組成逐漸降低B.餾出液組成逐漸升高C.餾出液組成保持不變D.餾出液組成先升高后降低3、在化工流體流動中，當流體流經(jīng)管道時會產(chǎn)生阻力損失。對于層流和湍流兩種流動狀態(tài)，以下關于阻力損失的特點，哪項描述是不正確的？（）A.層流的阻力損失與流速的一次方成正比B.湍流的阻力損失與流速的平方成正比C.層流的阻力損失通常小于湍流D.湍流的阻力損失與管道粗糙度無關4、在化工熱力學中，對于氣體的絕熱可逆膨脹過程，以下哪個參數(shù)一定不變？（）A.溫度B.熵C.焓D.內(nèi)能5、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程中，以下哪種操作條件有利于得到大顆粒晶體？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.強烈的攪拌6、在化工吸收過程中，吸收劑的選擇至關重要。對于一個氣體吸收操作，以下哪種吸收劑的性質(zhì)不是主要的考量因素？（）A.吸收劑的化學穩(wěn)定性B.吸收劑的再生難度C.吸收劑的密度D.吸收劑對溶質(zhì)的選擇性7、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離混合物。當選擇萃取劑時，以下哪個因素不是關鍵的考慮因素？（）A.對溶質(zhì)的溶解能力B.與原溶劑的互溶性C.萃取劑的價格D.萃取劑的揮發(fā)性8、在化工設備的防腐措施中，陰極保護是一種常見的方法。對于一個處于電解質(zhì)溶液中的金屬設備，以下哪種陰極保護方式更為有效？（）A.犧牲陽極法B.外加電流法C.涂層與陰極保護結(jié)合D.以上效果相同9、化學反應工程中的催化反應，催化劑起著關鍵作用。以下關于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應速率B.催化劑的活性會永久保持C.中毒和燒結(jié)會導致失活D.可以改變反應的選擇性10、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量11、在化工反應的催化劑研究中，催化劑的活性中心結(jié)構對反應性能起著關鍵作用。以下哪種方法通常不能用于研究催化劑的活性中心？（）A.電子顯微鏡觀察B.化學分析C.紅外光譜分析D.肉眼直接觀察12、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13、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶器設計中，以下哪個因素對晶體的粒度分布影響最大？（）A.溶液的過飽和度控制B.結(jié)晶器的攪拌強度C.結(jié)晶器的材質(zhì)D.結(jié)晶器的形狀14、在化工中的流化床反應器，關于其特點和適用范圍，以下哪種表述是準確的？（）A.流化床反應器內(nèi)固體顆粒處于流化狀態(tài)，傳熱傳質(zhì)效率高，適用于強放熱反應和要求有均一溫度和濃度的反應B.流化床反應器的操作簡單，對物料的粒度和密度沒有要求C.流化床反應器的氣體返混嚴重，轉(zhuǎn)化率低，只適用于一些簡單的反應D.流化床反應器內(nèi)固體顆粒容易磨損和帶出，增加了后續(xù)分離和回收的難度15、化工中的流化床反應器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對于流化床反應器的特點和應用，以下說法不正確的是（）A.適用于氣固相反應B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對催化劑要求不高二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在化學工程領域，全面論述化工熱力學的基本原理和應用，包括狀態(tài)方程、熱力學性質(zhì)計算以及在相平衡、能量分析等方面的應用。2、（本題5分）化工過程中的聚合反應工程具有一定的復雜性，請說明自由基聚合、離子聚合和逐步聚合的反應特點和動力學規(guī)律，并分析聚合反應過程中的傳熱和傳質(zhì)問題。3、（本題5分）簡述在化工固體廢棄物的處置和資源化利用中，如何通過分類、處理和回收等手段，減少廢棄物對環(huán)境的影響并實現(xiàn)資源的最大化利用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個固定床催化反應器中進行一級不可逆反應A→B，反應速率常數(shù)為0.4s^-1。進料中A的濃度為3mol/L，進料流量為2L/s，催化劑床層體積為20L。計算反應器出口處A的轉(zhuǎn)化率。2、（本題5分）某吸收塔用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)A，進口混合氣中A的摩爾分數(shù)為0.04，出口混合氣中A的摩爾分數(shù)要求降低到0.004，平衡關系為y=0.65x，氣液比為1.2。求所需的填料層高度和塔徑（假設空塔氣速為1.1m/s）。3、（本題5分）在一個流化床反應器中進行氣固相催化反應，反應為3A→2B，反應速率方程為r=kC_A3，其中k=0.3mol3/(L3·s)，進料中A的濃度為2.5mol/L，氣體流速為6L/s。流化床的體積為60L，計算反應器出口處A和B的濃度。4、（本題5分）一個萃取塔用有機溶劑萃取水溶液中的溶質(zhì)A，水相進料量為1000kg/h，溶質(zhì)A的初始濃度為20g/L，有機相進料量為800kg/h，溶質(zhì)A在有機相和水相中的分配系數(shù)為3。計算單級萃取后水相中溶質(zhì)A的濃度。5、（本題5分）一個吸收塔中用清水吸收空氣中的氨氣，進氣中氨的摩爾分數(shù)為0.1，氣流量為1000mol/h，液氣比為2，平衡關系為y=0.8x。計算吸收率和尾氣中氨的摩爾分數(shù)。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化工企業(yè)的廢水處理系統(tǒng)運行效果不佳，