开封大学《化工热力学A》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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开封大学《化工热力学A》2024-2025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25个小题，每小题1分，共25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、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（ ）
A. 要考虑保温材料的导热系数 B. 保温层越厚越好 C. 要计算保温层的经济厚度 D. 考虑环境温度对保温效果的影响

2、化工过程中的干燥操作，若干燥介质的相对湿度降低，干燥速率会怎样变化？（ ）
A. 加快 B. 减慢 C. 不变 D. 先加快后减慢

3、在化工干燥过程中，干燥速率曲线通常可以分为几个阶段。以下哪个阶段的干燥速率主要受物料内部水分扩散控制？（ ）
A. 恒速干燥阶段
B. 降速干燥阶段
C. 预热阶段
D. 平衡阶段

4、化工中的流化床反应器具有许多优点。在使用流化床反应器进行反应时，以下哪个操作条件对反应的稳定性和产物质量影响最大？（ ）
A. 流化速度 B. 床层高度 C. 颗粒大小 D. 反应温度

5、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（ ）
A. 对溶质的溶解能力
B. 与原溶剂的互溶性
C. 萃取剂的价格
D. 萃取剂的挥发性

6、在化工设备的设计中，对于承受外压的薄壁容器，以下哪个因素对于稳定性的影响最大？（ ）
A. 容器的直径 B. 容器的长度 C. 材料的强度 D. 壁厚

7、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（ ）
A. 吸附剂要有大的比表面积 B. 吸附剂的再生方法多样 C. 吸附剂的选择不考虑成本 D. 吸附剂的吸附性能会随使用次数下降

8、化工中的流化床燃烧技术在废弃物处理中有应用。在流化床燃烧过程中，以下哪个因素对燃烧效率的影响最为显著？（ ）
A. 流化速度 B. 床料的性质 C. 燃料的粒度 D. 过剩空气系数

9、化工中的干燥过程需要消耗大量能源。对于一个节能型的干燥系统，以下哪个环节的节能潜力最大？（ ）
A. 干燥设备的选型 B. 干燥介质的循环利用 C. 余热的回收 D. 优化干燥操作条件

10、在化工流体力学中，对于非牛顿流体的流动，其粘度通常不是常数。若一种非牛顿流体的表观粘度随剪切速率的增加而减小，这种流体被称为？（ ）
A. 假塑性流体 B. 胀塑性流体 C. 宾汉流体 D. 触变性流体

11、在化工中的多组分精馏过程，关于关键组分的定义和选择，以下哪种表述是正确的？（ ）
A. 关键组分是指在混合物分离过程中对分离要求起关键作用的组分。通常选择在塔顶和塔底产品中浓度有严格限制的组分作为关键组分
B. 关键组分的选择是随意的，对精馏塔的设计和操作没有影响
C. 多组分精馏中只有一个关键组分，不存在多个关键组分的情况
D. 关键组分的浓度越高，越容易分离，对精馏过程越有利

12、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（ ）
A. 溶液的过饱和度
B. 搅拌速度
C. 溶质的分子量
D. 冷却速度

13、在化工原理的学习中，吸收操作是重要的传质过程。关于吸收过程中的气液平衡关系，以下说法不正确的是（ ）
A. 溶解度随温度升高而降低 B. 压力增大，溶解度增大 C. 亨利定律只适用于稀溶液 D. 气液平衡关系不受溶质种类影响

14、在化工生产中的流化床燃烧炉中，以下哪种因素不是影响燃烧效率的关键因素？（ ）
A. 燃料颗粒大小
B. 流化速度
C. 空气过剩系数
D. 炉膛压力

15、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（ ）
A. 利用压力差实现分离 B. 可用于海水淡化 C. 对所有溶质都有相同的截留率 D. 膜的性能对分离效果影响大

16、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（ ）
A. 吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点
B. 吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果
C. 吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率
D. 吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，不需要考虑

17、在化学工程领域，对于多相反应体系，以下关于相间传质对反应速率的影响，哪种说法是正确的？（ ）
A. 相间传质通常会限制反应速率 B. 相间传质对反应速率没有影响 C. 相间传质总是会加快反应速率 D. 相间传质的影响取决于反应类型

18、化工生产中的蒸发操作，蒸发器的类型有多种。以下关于各种蒸发器的特点和适用场合，不正确的是（ ）
A. 中央循环管式蒸发器结构简单 B. 升膜蒸发器适用于高粘度溶液 C. 降膜蒸发器传热效率高 D. 蒸发器的选择要根据物料性质

19、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（ ）
A. 并流换热
B. 逆流换热
C. 两者平均温差相同
D. 取决于流体的性质

20、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（ ）
A. 适用于理想流体 B. 忽略了流体的粘性 C. 对于可压缩流体也适用 D. 可以精确计算实际流体的能量

21、在化工过程的模拟计算中，需要选择合适的热力学模型。对于一个包含极性物质和非极性物质的混合物体系，以下哪种热力学模型的适用性更好？（ ）
A. 理想气体模型 B. 活度系数模型 C. 状态方程模型 D. 以上都不是

22、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在对流传热过程中，当流体的流速增加时，以下关于对流传热系数的变化，正确的是：（ ）
A. 对流传热系数不变 B. 对流传热系数减小 C. 对流传热系数增大 D. 对流传热系数先增大后减小

23、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（ ）
A. 流化床干燥器 B. 厢式干燥器 C. 喷雾干燥器 D. 回转圆筒干燥器

24、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在一个热传导过程中，若两种材料的热导率相差较大，界面处的温度分布会呈现怎样的特点？（ ）
A. 温度分布均匀 B. 温度在界面处发生突变 C. 温度在界面附近有较大的梯度 D. 温度在远离界面处有较大的梯度

25、关于化工过程中的膜分离应用，以下哪种膜分离过程不是用于分离气体混合物？（ ）
A. 反渗透
B. 气体渗透
C. 膜基吸收
D. 变压吸附

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）化工过程中的聚合反应釜的传热和搅拌设计需要综合考虑多个因素，请说明聚合反应釜的传热方式和搅拌器的选择原则，包括夹套传热、内盘管传热和搅拌器的类型和性能，并分析如何实现均匀的温度分布和良好的混合效果。

2、（本题5分）论述在化工设备的设计中，如何进行人孔和手孔的设计和布置。

3、（本题5分）随着化工园区的不断发展，分析化工园区的规划与管理策略，包括产业链布局、公共设施配套、环境风险防控等方面的内容和要求。

4、（本题5分）化工分离过程中的精馏操作中，回流比的选择对分离效果和能耗有重要影响。请详细说明回流比的概念和其对精馏过程的影响，并讨论如何确定合适的回流比。

三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一家以生产催化剂为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和催化性能要求。分析如何开发出环保型催化剂产品。

2、（本题5分）某化工企业的废水处理后可以用于灌溉吗？如果可以，需要满足哪些条件？请分析。

3、（本题5分）某化工企业拟引进一套新的生产设备以提高生产效率，但在设备选型和安装过程中遇到了困难。请分析可能存在的问题，并给出合理的设备选型和安装建议。

4、（本题5分）一家化工企业在研发一种新型涂料时，发现涂料的干燥时间过长，影响了施工效率。请分析影响涂料干燥时间的因素，并提出缩短干燥时间的方法。

5、（本题5分）在石油化工领域，某炼油厂需要对原油进行深度加工。请分析该过程中涉及的主要化学工程原理和可能面临的挑战。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某理想气体在绝热可逆压缩过程中，起始温度为 300 K ，压力为 100 kPa ，终态压力为 200 kPa 。已知该气体的热容比为 1.4 ，计算终态温度。

2、（本题10分）在一个固定床反应器中进行催化加氢反应，反应为一级不可逆反应，反应速率常数为 0.3 s^(-1) ，催化剂颗粒孔隙率为 0.4 ，床层堆积密度为 800 kg/m³ ，进料气体流速为 5 m³/s ，进料浓度为 2 mol/m³ ，求反应器体积。

3、（本题10分）一个间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应 2A → B ，初始浓度 [A]₀ = 6 mol/L ，反应速率常数 k = 0.5 h^(-1) 。反应进行 5 小时后，计算 A 的转化率和 B 的生成量。

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