天津交通职业学院《能源化工概论》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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天津交通职业学院《能源化工概论》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

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、在化工过程的传热强化中，以下哪种方法不是通过增加传热面积来实现的？（ ）
A. 使用翅片管
B. 采用波纹管
C. 提高流体流速
D. 安装螺旋隔板

2、在化工设备的设计中，换热器的设计需要考虑传热效率和压降。对于一个管壳式换热器，以下关于折流板的作用，不正确的是：（ ）
A. 增加传热面积 B. 提高流速 C. 支撑管束 D. 减小压降

3、化工中的精馏操作可以通过改变操作条件来提高分离效果。当塔顶产品的纯度要求较高时，以下哪个操作条件的调整最为有效？（ ）
A. 增加回流比 B. 提高塔釜温度 C. 增加塔顶采出量 D. 降低塔压

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、在化工过程的优化中，数学模型的建立是重要的一步。以下关于数学模型的作用，哪种表述是不全面的？（ ）
A. 预测过程性能 B. 指导实验研究 C. 直接确定最优操作条件 D. 分析过程的敏感性

6、化工中的吸收塔设计需要考虑多个因素。当处理高浓度气体时，以下哪种吸收塔的类型更为合适？（ ）
A. 填料塔 B. 板式塔 C. 喷淋塔 D. 鼓泡塔

7、对于化工中的非均相反应过程，以下关于相间传质对反应的影响，哪一项是恰当的？（ ）
A. 相间传质会影响非均相反应的速率和选择性。如果传质速率小于反应速率，反应会受到传质的限制；如果传质速率远大于反应速率，反应则主要受化学反应动力学控制
B. 相间传质对非均相反应没有影响，反应速率只取决于化学反应本身
C. 相间传质总是会促进非均相反应的进行，提高反应速率和选择性
D. 相间传质的影响可以忽略不计，在研究非均相反应时不需要考虑

8、化工中的搅拌设备用于混合物料和促进反应。对于搅拌器的类型和选型依据，以下描述不正确的是（ ）
A. 桨式搅拌器适用于低粘度液体 B. 涡轮式搅拌器搅拌强度大 C. 搅拌器的选型只考虑搅拌效果 D. 要考虑物料性质和工艺要求

9、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个投资较大但运行成本较低的工艺方案，以下关于其经济性的评价，正确的是：（ ）
A. 一定是经济可行的 B. 一定是不经济的 C. 需要通过详细的经济分析来确定 D. 仅根据投资和运行成本无法判断

10、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

11、在化工热力学中，研究纯物质的相平衡时，克劳修斯-克拉佩龙方程描述了蒸气压与温度的关系。对于一种挥发性液体，以下关于其蒸气压随温度变化的趋势，正确的是：（ ）
A. 温度升高，蒸气压线性增加 B. 温度升高，蒸气压指数增加 C. 温度升高，蒸气压先增加后减小 D. 温度升高，蒸气压不变

12、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

13、在化工传递过程中，热传导是常见的传热方式之一。关于热传导的基本定律——傅里叶定律，以下说法错误的是（ ）
A. 热流密度与温度梯度成正比 B. 热导率是物质的固有属性 C. 热导率不受温度影响 D. 适用于稳态和非稳态传热

14、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（ ）
A. 确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证
B. 收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证
C. 收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证
D. 确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证

15、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（ ）
A. 流化床的压降 B. 颗粒的带出速度 C. 气体的空塔速度 D. 床层的膨胀比

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）随着化工行业对新能源材料的研究，分析锂离子电池电极材料的制备工艺、性能优化以及在化学工程中的相关问题和挑战。

2、（本题5分）化工原理中的蒸发设备的节能措施对于降低生产成本具有重要意义，请详细说明蒸发设备的节能途径，包括余热利用、多效蒸发和热泵蒸发等，并分析其节能效果和适用条件。

3、（本题5分）分析在化工生产的结晶过程中，过饱和度的控制方法和对晶体生长的影响。

4、（本题5分）论述在化工过程的膜分离技术中，膜污染的形成原因和防治措施。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）在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 0.1 mm ，密度为 2000 kg/m³ ，气体的表观流速为 1 m/s ，床层空隙率为 0.5 ，求最小流化速度。

2、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应 A → B ，反应速率常数为 0.5 h^(-1) 。进料流量为 10 L/h ，进料中 A 的浓度为 2 mol/L 。假设反应器体积为 50 L ，计算反应器出口处 A 和 B 的浓度。

3、（本题5分）一个干燥器用于干燥某种湿物料，湿物料的初始含水量为 50%（湿基），要求干燥至含水量为 10%（湿基）。干燥器的处理能力为 500 kg/h 湿物料，干燥过程中绝干物料的质量不变。已知干燥速率与物料含水量的关系为：U = k(X - X*)，其中 U 为干燥速率（kg/(m²·h)），k = 0.5，X 为物料含水量（kg 水/kg 绝干物料），X为平衡含水量（假设为 0.05 kg 水/kg 绝干物料）。求干燥所需的时间和干燥器的面积。

4、（本题5分）在一个气体吸收塔中，用乙醇胺溶液吸收烟道气中的二氧化碳（CO₂）。烟道气的流量为 5000 m³/h，CO₂的体积分数为 15%。乙醇胺溶液的流量为 8000 L/h，吸收平衡关系符合亨利定律，亨利系数为 200 kPa。计算 CO₂的吸收率和出口气体中 CO₂的体积分数。

5、（本题5分）一个萃取塔中用有机溶剂萃取水溶液中的溶质，水相进料流量为 5000 kg/h ，溶质的初始浓度为 0.05 kg/kg ，有机相流量为 3000 kg/h ，平衡分配系数为 2 。求萃取后水相中溶质的浓度。

四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）某化工企业的生产车间存在安全管理制度不完善的问题，可能影响员工安全意识和操作规范。分析安全管理制度不完善的原因及应采取的改进措施。

2、（本题10分）在化肥生产企业中，某工厂需要改进造粒工艺以提高产品质量。请分析具体的改进方法。

3、（本题10分）某化工企业的废气处理设施在运行过程中出现故障，导致废气排放超标。请分析废气处理设施故障的原因，并提出修复和改进设施的措施。

4、（本题10分）一个化工项目在建设过程中需要进行项目风险管理，以降低项目风险。请分析项目风险管理的流程和方法。

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