天津医学高等专科学校《能源化工》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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天津医学高等专科学校《能源化工》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

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、化工过程中的蒸发操作，若要降低溶液的沸点升高，以下哪种方法可行？（ ）
A. 提高操作压力 B. 降低操作压力 C. 增加溶质浓度 D. 减小进料量

2、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（ ）
A. 吸收法
B. 吸附法
C. 燃烧法
D. 冷凝法

3、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

4、在化工吸附过程中，吸附剂的吸附容量与哪些因素有关？以下哪项因素通常不是主要影响因素？（ ）
A. 吸附质的浓度
B. 吸附剂的比表面积
C. 吸附温度
D. 吸附剂的颜色

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、关于化工生产中的搅拌装置，以下哪种搅拌器适用于高粘度液体的搅拌？（ ）
A. 桨式搅拌器
B. 涡轮式搅拌器
C. 锚式搅拌器
D. 推进式搅拌器

7、在化工生产中，常常需要对物料进行干燥处理。对于一种湿物料，若采用热风干燥，风的温度越高，物料的干燥速率一定越快吗？（ ）
A. 一定 B. 不一定 C. 取决于物料的性质 D. 取决于干燥设备的类型

8、在化工生产中，经常需要对混合物进行干燥处理。对于一个恒速干燥阶段，以下关于干燥速率的主要影响因素，正确的是：（ ）
A. 物料的含水量 B. 干燥介质的温度 C. 干燥介质的流速 D. 物料的性质

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、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（ ）
A. 固定支架 B. 滑动支架 C. 导向支架 D. 弹簧支架

11、在化工热力学的研究中，以下哪个热力学定律是判断过程自发方向的依据？（ ）
A. 热力学第一定律
B. 热力学第二定律
C. 热力学第三定律
D. 盖斯定律

12、在化工过程模拟中，常用的软件可以帮助优化工艺参数。以下关于化工过程模拟软件的功能和应用，不准确的是（ ）
A. 可以预测产品质量 B. 不能进行成本估算 C. 能够优化操作条件 D. 辅助设计工艺流程

13、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（ ）
A. 回流比
B. 进料位置
C. 塔釜加热量
D. 塔顶采出量

14、化工过程中的精馏操作是常见的分离方法。在一个连续精馏塔中，若进料组成发生变化，塔顶和塔底产品的纯度会受到怎样的影响？（ ）
A. 塔顶和塔底产品纯度均不变 B. 塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度不变 C. 塔顶产品纯度不变，塔底产品纯度降低 D. 塔顶和塔底产品纯度均可能发生变化

15、化工过程的模拟和优化对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。在使用化工模拟软件进行过程优化时，以下哪个参数的优化对经济效益的提升最为明显？（ ）
A. 原材料的消耗 B. 产品的产量 C. 设备的投资 D. 操作工人的数量

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）分析在化工热力学的理想溶液和非理想溶液中，活度系数的概念和作用。

2、（本题5分）化工分离过程中的萃取精馏是一种特殊的精馏方法。请详细介绍萃取精馏的原理和适用范围，并讨论如何选择合适的萃取剂和操作条件。

3、（本题5分）解释在化工过程的萃取精馏中，如何通过实验和模拟相结合的方法优化工艺参数。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）有一均相反应 3A + 2B → C ，反应速率方程为 -rA = kCA^2CB ，其中反应速率常数 k = 10 L^2/(mol^2·s) ，初始时 A 的浓度为 3 mol/L ，B 的浓度为 2 mol/L ，反应在 5 L 的密闭容器中进行，经过 2 h ，求 A 、 B 、 C 的浓度。

2、（本题5分）在一个吸收塔中，用稀硫酸吸收废气中的氨气，进塔气体中氨气的分压为 20 kPa ，出塔气体中氨气的分压为 2 kPa ，吸收剂中硫酸的浓度为 0.5 mol/L ，气液接触面积为 10 m^2 ，传质系数为 0.05 kmol/(m^2·h·kPa) 。求氨气的吸收速率。

3、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒的直径为 0.3 mm ，床层空隙率为 0.5 ，气体的黏度为 1.8×10^(-5) Pa·s ，气体的质量流速为 2 kg/(m^2·s) ，求床层的压降。

4、（本题5分）进行一个气固相催化反应，反应速率方程为 -rA = k pA^0.5 ，其中 k = 0.1 mol/(m²·s·kPa^0.5) ，压力 pA 为 20 kPa 。催化剂颗粒为球形，直径为 5 mm ，有效扩散系数为 1×10^(-5) m²/s 。计算催化剂的内扩散有效因子。

5、（本题5分）在一个萃取精馏塔中，用溶剂 S 分离混合物 A 和 B，相对挥发度为 1.5，溶剂比（溶剂流量与进料流量之比）为 2，进料组成中 A 的摩尔分数为 0.4，塔顶产品中 A 的摩尔分数要求达到 0.9。计算最小回流比和实际回流比。

四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一个化工产品的生产过程中，需要使用特种设备，特种设备的管理存在漏洞。请分析特种设备管理漏洞产生的原因，并提出加强特种设备管理的措施。

2、（本题10分）某化工厂的一个反应过程需要提高反应的转化率。请分析可以采取哪些方法。

3、（本题10分）一个化工产品的生产过程中，需要使用大量的有机溶剂，存在安全和环保隐患。请分析有机溶剂使用带来的问题，并提出替代有机溶剂或减少使用量的方案。

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