信陽學(xué)院《化工熱力學(xué)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁信陽學(xué)院

《化工熱力學(xué)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強制對流傳熱時，以下關(guān)于努塞爾數(shù)（Nu）的影響因素，不正確的是：（）A.流體的導(dǎo)熱系數(shù)B.管道的長度C.流體的流速D.流體的物性參數(shù)2、化工中的蒸發(fā)操作常用于濃縮溶液。在多效蒸發(fā)過程中，以下哪個因素對蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)影響最大？（）A.加熱蒸汽的溫度B.溶液的沸點升高C.蒸發(fā)器的結(jié)垢D.效間的溫差損失3、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR），以下關(guān)于其停留時間分布的特點，不正確的是：（）A.停留時間分布較寬B.存在返混C.停留時間均一D.適用于慢反應(yīng)4、在化工設(shè)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(shè)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5、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個連續(xù)流動的管式反應(yīng)器中的二級反應(yīng)，以下哪個因素對于反應(yīng)器體積的影響最大？（）A.反應(yīng)物的初始濃度B.反應(yīng)速率常數(shù)C.進料流量D.反應(yīng)溫度6、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對于一個絕熱反應(yīng)過程，以下哪個能量項的變化對反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計？（）A.內(nèi)能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化7、在化工過程的傳熱強化中，以下哪種方法不是通過增加傳熱面積來實現(xiàn)的？（）A.使用翅片管B.采用波紋管C.提高流體流速D.安裝螺旋隔板8、關(guān)于化工過程中的精餾塔節(jié)能措施，以下哪種方法不是有效的節(jié)能途徑？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.優(yōu)化進料熱狀態(tài)D.余熱回收利用9、化工過程中的干燥操作，若干燥介質(zhì)的相對濕度降低，干燥速率會怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢10、在化工過程控制中，關(guān)于自動控制系統(tǒng)的組成部分，以下哪種說法是正確的？（）A.自動控制系統(tǒng)由被控對象、測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器組成，各部分相互獨立，沒有關(guān)聯(lián)B.自動控制系統(tǒng)中，控制器根據(jù)測量變送裝置反饋的信號與設(shè)定值的偏差進行運算，輸出控制信號給執(zhí)行器C.自動控制系統(tǒng)的測量變送裝置只負(fù)責(zé)測量被控變量，不進行信號轉(zhuǎn)換和傳輸D.自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行器只能是電動調(diào)節(jié)閥，其他類型的執(zhí)行機構(gòu)不能使用11、在化學(xué)工程的研究中，經(jīng)常需要對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析。當(dāng)處理一組非線性的數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)學(xué)模型擬合方法通常能夠得到更準(zhǔn)確的結(jié)果？（）A.線性回歸B.多項式回歸C.指數(shù)回歸D.對數(shù)回歸12、在化工生產(chǎn)中的干燥過程，以下關(guān)于濕物料中水分的分類，哪種說法是正確的？（）A.結(jié)合水比非結(jié)合水更難去除B.自由水比結(jié)合水更容易去除C.平衡水分可以通過干燥完全去除D.以上說法都不正確13、在化工熱力學(xué)中，對于真實氣體的壓縮因子，以下哪個因素對其影響最大？（）A.溫度B.壓力C.氣體的種類D.以上因素影響程度相同14、關(guān)于化工過程中的萃取精餾，以下哪種情況適合采用該方法進行分離？（）A.兩組分沸點接近且相對揮發(fā)度小B.兩組分沸點差異大且相對揮發(fā)度大C.混合物中各組分揮發(fā)性都很強D.混合物中各組分揮發(fā)性都很弱15、化工過程中的結(jié)晶操作常用于分離和提純物質(zhì)。對于一種溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，以下哪種結(jié)晶方法能夠獲得更高純度的產(chǎn)品？（）A.冷卻結(jié)晶B.蒸發(fā)結(jié)晶C.真空結(jié)晶D.溶析結(jié)晶16、化工中的攪拌釜式反應(yīng)器在很多情況下被使用。當(dāng)反應(yīng)物料的粘度隨反應(yīng)進程發(fā)生顯著變化時，以下哪種攪拌槳轉(zhuǎn)速的控制策略能夠保證反應(yīng)的均勻性？（）A.恒定轉(zhuǎn)速B.逐漸增加轉(zhuǎn)速C.逐漸降低轉(zhuǎn)速D.根據(jù)物料粘度實時調(diào)整轉(zhuǎn)速17、化工過程中的傳熱強化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)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18、在化工過程的系統(tǒng)分析中，能量衡算至關(guān)重要。以下關(guān)于能量衡算的基本原理和方法，不正確的是（）A.遵循能量守恒定律B.考慮各種形式的能量轉(zhuǎn)化C.可以忽略能量損失D.準(zhǔn)確確定能量輸入和輸出項19、在化工流體流動的測量中，以下哪種流量計適用于測量大管徑、低流速的流體流量？（）A.渦輪流量計B.電磁流量計C.孔板流量計D.超聲波流量計20、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細(xì)小晶體D.提高結(jié)晶收率21、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，關(guān)于間歇式反應(yīng)器的特點，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.間歇式反應(yīng)器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高B.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的組成和溫度等參數(shù)隨時間變化，操作靈活，但輔助時間長C.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的反應(yīng)速率始終保持不變，容易控制D.間歇式反應(yīng)器不需要攪拌裝置，物料能夠自動混合均勻22、在化工熱力學(xué)中，研究純物質(zhì)的相平衡時，克勞修斯-克拉佩龍方程描述了蒸氣壓與溫度的關(guān)系。對于一種揮發(fā)性液體，以下關(guān)于其蒸氣壓隨溫度變化的趨勢，正確的是：（）A.溫度升高，蒸氣壓線性增加B.溫度升高，蒸氣壓指數(shù)增加C.溫度升高，蒸氣壓先增加后減小D.溫度升高，蒸氣壓不變23、在化工傳熱過程中，對于多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)，各層的熱阻和溫差之間存在何種關(guān)系？（）A.熱阻越大，溫差越大B.熱阻越大，溫差越小C.熱阻與溫差無關(guān)D.取決于傳熱系數(shù)24、化工過程中的結(jié)晶器設(shè)計，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）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.較強的攪拌強度25、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個熱力學(xué)定律是判斷過程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律26、在化工流程模擬中，需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、模型驗證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、模型驗證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、收集數(shù)據(jù)、模型驗證27、化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。對于結(jié)晶過程的影響因素，以下說法不正確的是（）A.溶液過飽和度是關(guān)鍵因素B.攪拌速度對結(jié)晶粒度有影響C.雜質(zhì)的存在總是不利于結(jié)晶D.冷卻速率會影響結(jié)晶形態(tài)28、在化工生產(chǎn)中，常常需要對混合物進行分離和提純。對于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進行分離，以下哪種因素對分離效果的影響最為關(guān)鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質(zhì)的溫度29、化工中的萃取過程需要選擇合適的萃取劑。對于一個水相和有機相密度差較小的體系，以下哪種萃取劑的選擇原則更為重要？（）A.萃取劑的選擇性B.萃取劑的溶解性C.萃取劑的密度D.萃取劑的穩(wěn)定性30、對于化工中的膜分離技術(shù)，以下關(guān)于反滲透膜的分離原理，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.反滲透膜是一種半透膜，在壓力作用下，溶劑從高濃度溶液一側(cè)透過膜向低濃度溶液一側(cè)遷移，實現(xiàn)混合物的分離B.反滲透膜的分離只取決于膜的孔徑大小，與溶液的性質(zhì)和壓力無關(guān)C.反滲透膜分離過程中，溶質(zhì)會在膜表面沉積，導(dǎo)致膜的通量逐漸下降D.反滲透膜只能用于分離水溶液，對有機溶液的分離效果很差二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個吸收塔中，用濃度為0.01mol/L的稀溶液吸收混合氣中的溶質(zhì)A，進塔氣體中A的分壓為10kPa，出塔氣體中A的分壓為2kPa，氣體流量為800m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），吸收劑用量為1200L/h，求吸收率和吸收液中溶質(zhì)A的濃度。2、（本題5分）一個氣體壓縮過程中，初始狀態(tài)下氣體的壓力為1MPa，溫度為300K，體積為1m3。經(jīng)過絕熱壓縮后，壓力升高到3MPa，絕熱指數(shù)為1.4，計算壓縮后的體積和溫度。3、（本題5分）某間歇反應(yīng)釜中進行如下反應(yīng)：A+B→C，反應(yīng)速率方程為-rA=kCA0.5CB，其中k=0.5L/(mol·min)，初始時刻A和B的濃度分別為2mol/L和3mol/L。反應(yīng)60min后，計算A的濃度。4、（本題5分）一個連續(xù)精餾塔分離乙醇和水的混合物，進料組成乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，進料量為1000kmol/h，塔頂餾出液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)要求達(dá)到0.9，塔底釜液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05?；亓鞅葹?，求塔頂餾出液和塔底釜液的流量。5、（本題5分）一個吸收塔用清水吸收氨氣，進氣中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，氣體流量為100mol/h，吸收劑流量為200mol/h，塔內(nèi)氣液傳質(zhì)系數(shù)分別為kG=0.05kmol/(m2·h·kPa)，kL=0.08m/h，亨利系數(shù)H=0.8kPa·m3/mol，計算氨氣的吸收率和吸收塔的高度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）請詳細(xì)闡述化工過程中的膜接觸器技術(shù)，包括膜接觸器的類型、工作原理以及在氣體吸收、液液萃取等過程中的應(yīng)用和發(fā)展前景。2、（本題5分）在化學(xué)工程中，全面論述化工過程中的等離子體技術(shù)，包括等離子體的產(chǎn)生方式、作用原理以及在材料表面處理、廢氣處理等方面的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在化工過程的過濾操作中，如何選擇合適的過濾設(shè)備和操作條件。4、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，流體輸送是常見的操作。請論述離心泵的工作原理，并分析其在實際應(yīng)用中可