中国农业大学《能源化工概论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二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1分，共15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、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送2、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3、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。以下哪种涂层材料的耐腐蚀性通常较好？（）A.环氧树脂涂层B.聚乙烯涂层C.油漆涂层D.镀锌涂层4、在化学反应工程中，对于气液反应，以下哪种反应器类型能够提供较大的相界面积？（）A.鼓泡塔反应器B.填料塔反应器C.喷雾塔反应器D.以上反应器类型效果相同5、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6、在化工分离过程中，离心分离是利用离心力实现分离的方法。对于一个固液混合物的离心分离过程，以下关于离心分离因数的影响因素，不正确的是：（）A.离心机的转速B.混合物的密度差C.离心机的半径D.分离时间7、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差8、在化工流体流动中，阻力损失是不可避免的。关于直管阻力损失和局部阻力损失的计算方法，不正确的是（）A.直管阻力损失可用范宁公式计算B.局部阻力损失系数只与管件形状有关C.两者都与流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力损失9、在化工安全管理中，危险化学品的储存需要遵循严格的规定。对于易燃液体的储存，以下关于储存条件的要求，不正确的是：（）A.通风良好B.远离火源C.高温环境D.采用防爆电气10、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利11、化工过程中的萃取精馏是一种特殊的精馏方法。若要通过萃取精馏分离两种沸点相近的物质，选择萃取剂时需要考虑哪些因素？（）A.溶解性、选择性和挥发性B.密度、粘度和表面张力C.毒性、腐蚀性和稳定性D.价格、来源和可再生性12、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能13、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以14、对于化工热力学中的理想气体状态方程，以下关于其适用条件的说法，哪一个是准确的？（）A.理想气体状态方程适用于任何压力和温度下的气体B.理想气体状态方程只适用于高温、低压且分子间无相互作用力的气体C.理想气体状态方程对所有真实气体在任何条件下都能准确描述其性质D.理想气体状态方程主要适用于液体，对气体的适用性较差15、化工热力学在化工过程的设计和分析中起着重要作用。对于一个理想气体的绝热膨胀过程，若温度从300K下降到200K，其熵变是正值还是负值？（）A.正值B.负值C.零D.无法确定二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在化工生产过程中，详细阐述如何通过优化反应条件来提高化学反应的选择性和转化率，包括温度、压力、催化剂等因素的综合影响。2、（本题5分）论述在化工过程的气体吸收中，如何确定吸收剂的用量和吸收塔的高度。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的液液萃取设备，包括萃取塔、离心萃取器等的结构特点、操作性能以及在不同体系中的应用选择。4、（本题5分）随着化工行业对可再生资源的利用，分析生物质转化为化学品和燃料的工艺路线、关键技术以及面临的挑战和机遇。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂用板式塔分离二元混合物，进料中轻组分的摩尔分数为0.5，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数为0.98，塔釜液中轻组分的摩尔分数为0.02，相对挥发度为3.0，回流比为4.0，计算理论塔板数。2、（本题5分）某精馏塔塔顶采用全凝器，回流液组成为xR=0.75（摩尔分数），塔顶产品组成为xD=0.92，进料组成为xF=0.4，回流比为2.5。求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。3、（本题5分）一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.1mm，密度为2000kg/m³，气体的粘度为0.02Pa·s，操作温度为500K，压力为1atm。求最小流化速度。4、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行二级不可逆反应A+B→C，反应速率常数k=2L/(mol·min)，进料中A和B的浓度均为2mol/L，进料流量为10L/min，反应器体积为50L。计算反应器出口处A、B和C的浓度。5、（本题5分）某化工厂生产过程中产生一股含有苯（B）和甲苯（T）的混合蒸汽，总压为1atm，温度为100°C。其中苯的摩尔分数为0.6，甲苯的摩尔分数为0.4。利用理想气体状态方程和安托尼方程（Antoineequation）计算苯和甲苯的饱和蒸汽压，并判断该混合蒸汽是否处于饱和状态。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家以生产医药中间体为主的企业，在产品生产过程中需要严格控制质量和纯度。分析如何进行质量控制和纯度检