化工试题.docx

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化工试题

一、填空题（26分，共13小题26个空，每空1分）

1.气体和液体统称为流体，流体的最大特点是具有  ①性，气体和液体的最大区别是是否有②性。

2.填料吸收塔正常操作的空塔气速以① 气速为上限，过程中物系的浓度是沿 ② 线而变化的。

3.近年来，化学工业的产品结构由通用产品向 ①产品转移，行业结构由粗放型向 ②发展。

4.往复式压缩机是利用活塞的 ① 对流体直接加压的 ② 式输送设备。

5.在化工生产过程中，对简单反应而言，不存在产物的分布问题，此时反应的 ① 等于收率，只须从 ②上优化。

6.气体吸收是依据混合物中组分 ①的差异，分离 ② 混合物的操作。

7.平推流反应器的物料连续稳定地流入，无 ①发生，在垂直于流动方向上的任一截面，物料的浓度 ②。

8.热对流是发生在流体与 ①之间的热量交换，热对流的特点是其质点沿传热方向 ②宏观位移。

9.对合成氨原料气的净化目的是除去其中的 ①、 ②和二氧化碳等杂质气体，而得到纯净的氢气和氮气。

10.用于生产硫酸的原料主要有 ①、 ②、冶炼烟道气和石膏等硫酸盐。

11.化工过程开发的工程研究中有两个设计，分别是 ①设计和 ②设计。

12.粘度是流体流动过程的物性之一，液体的粘度随温度升高而 ①，气体的粘度随温度升高而 ②。

13.物料的导热系数在数值上等于单位温度梯度下的 ①，导热系数大的物料的导热性 ②。

二、正误判别题（15分，共15小题，每小题1分，对的划∨，不对的划×）

 1.流体在圆管内定态流动时，在管道的不同截面上，流体的质量流量是相同的。

 2.在传热系统中温度分布不随时间而变化的传热过程为定态传热，定态传热的特点是传热面积为常量。

 3.流体在圆管内流动时，流速与管截面成正比，与管径的平方成反比。

 4.传质单元高度是表征填料塔性能优劣的参数，其值小，填料塔的传质性能优。

 5.化工生产的最优控制是指在外界条件变化及各种干扰因素出现的情况下，为保证过程的经济性而对操作参数和控制参数进行的优化。

 6.液体膜状沸腾时与加热面间的温度差比强烈泡核沸腾的温度差大，因此，前者的给热系数大于后者.

 7.离心泵在启动前充满被输送液体，是为了防止气缚现象的发生。

 8.在相同条件下，并流传热的平均温度差比逆流传热的平均温度差小。

 9.物料质点通过反应器的停留时间与平均停留时间之差的平方的平均值称为方差，它表明RTD的离散程度。

方差值大，RTD的离散程度小。

 10.硫酸生产中采用的二转二吸流程之优点是提高了二氧化硫的最终转化率，既提高了硫的利用率又减少了环境污染，该工艺既适合二氧化硫浓度高的炉气，也适用于二氧化硫浓度低的炉气。

 11.氨合成的原料气是氢气和氮气，理论上氢、氮比等于3.0最适宜，实际操作的氢、氮比也控制为3.0。

 12.化工生产对传热的要求可分为两种情况，一是强化传热，另一种是削弱传热。

 13.总吸收速率系数的倒数即为吸收过程的总阻力，总阻力等于气膜和液膜传质阻力之和。

 14.非圆形管的当量直径de既可计算之中流体的Re判断流型，又能用来计算流体的体积流量。

 15.离心泵通常用出口阀调节流量，其扬程随流量的增大而下降。

三、单选题（16分，共8小题，每小题2分，未选、多选或错选不给分）

 1.流体在圆管内定态流动时，对于直管阻力的说法不对的是（ ）。

 A.也叫沿程阻力；          B.损失的是静压能；  C.损失的是势能；          D.损失的是静压能加位能。

 2.用刺激应答技术测定RTD时，脉冲法直接测定的是（   ）。

 A.逗留时间分布函数F（τ）；   B.数学期望

；C.方差

；               D.逗留时间分布密度函数E（τ）。

 3.圆筒壁面定态导热时，以下有关传热阻力说法不正确的是（  ）。

 A．R＝

；                  B．R＝

； C．壁厚增大R也增大；      D．R随壁面λ的增大而降低。

 4.在湍流流体中，涡流扩散和分子扩散同时起传质作用，在湍流主体中扩散系数的关系是（  ）。

 A.DE＜＜DAB；            B．DE＝DAB；   C.DE＞＞DAB；                 D．DE＝DAB＝0

 5.对于同一简单反应的均相反应器，完成相同的生产任务所需的反应器容积最大的是（  ）。

 A.平推流反应器；               B.全混流反应器；  C.多级全混流反应器；          D.间歇釜式反应器。

 6.关于文丘利流量计，以下说法不对的是（   ）。

 A.根据流体力学原理设计；         B.安装方便；  C.阻力比孔板流量计小；          D.计量比孔板流量计准。

 7.关于定态间壁式传热过程，当壁面及污垢热阻可以忽略时，以下说法不对的是（  ）。

 A.总热阻由α值大的一侧给热控制； B.传热速率为常数；C.总热阻由α值小的一侧给热控制； D.系统温度分布不随时间而变化。

 8.在氨合成反应宏观动力学的表面反应过程中，控制表面反应的步骤是（ ）。

 A．氮气的活性吸附；       B．氢气的活性吸附； C．生成氨的反应；         D．氨的脱附。

四、多选题（每小题2分，多选、错选或少选不给分，共8小题16分）

1．对于填料吸收塔的操作线，以下说法正确的是（   ）。

A.是一条斜率为V/L的直线；B.是一条斜率L/V为的直线；C.数学式是填料塔的流体力学特性曲线方程；D.塔内物系组成沿该线变化。

2．流体在圆管内作定态流动时，以下说法不正确的是（ ）。

A．2000≤Re≤4000为层流；        B．Re≥4000为湍流；C．湍流时u＝0.5umax；             D．层流时u＝0.5umax 。

3.下列属于列管式换热器补偿热膨胀措施的是（  ）。

A.外壳加膨胀圈；                B.采用浮头；C.增设折流板；                  D.增加程数。

4．有关流体在圆管内定态流动时的阻力系数λ，以下说法中对的是（   ）。

A.层流时λ=f（Re、ε/d）；       B.湍流时λ=f（ε/d）；C.湍流时λ=f（Re、ε/d）；       D.完全湍流时λ=f（ε/d）。

5．由测压仪表可直接读取的是系统的（  ）。

A.表压；                        B.绝压；C.真空度；                      D.余压。

6．多层平壁定态导热时，以下选项说法正确的是（  ）。

A.传热速率具有加和性；              B.推动力具有加和性；C.传热阻力具有加和性；              D.热通量具有加和性。

7．以下中压法合成氨的工艺操作条件，说法不对的是（   ）。

A.反应温度450～550℃；       B.采用压强15～45MPa；C.空速1000～2000h-1；         D.氢氮比等于3.0。

   8．以下有关电除尘器说法不对的是（  ）

   A.除去直径小于0.5µm的矿尘；  B.除去直径大于0.5µm的矿尘；C.也可以除去酸雾；           D.不能除去酸雾。

五、简答题（12分，共3小题，每小题4分）

1．简述双膜理论的要点，双膜理论的意义是什么？

   2．列管式换热器属于哪类换热器？

其传热的方式怎样？

传热总过程与分过程间的传热速率、传热阻力是何关系？

   3．间歇釜式反应器和全混流反应器采用怎样的操作？

器内物系的浓度变化情况如何？

六、计算题（15分，共2小题）

  1．某企业用φ48×3.5mm的新钢管（看作光滑管）输送20℃的水，要求流量为7.2m3·h-1，管长150m，若水的密度取1000kg·m-3,粘度为1×10-3Pa·s，试判断管内水的流动形态，并计算直管阻力为多少米水柱？

  2．一化工厂在传热面积为6㎡的逆流套管换热器中，将流量为1900kg•h-1的正丁醇由90℃冷却到50℃，其cp,h=2.98×103J·kg-1·K-1。

冷却介质为水（cp,c=4.187×103J·kg-1·K-1），其进口温度为18℃，过程的总传热系数为230W·m-2·K-1，试求冷却水的出口温度t2及每小时的消耗量。

一、填空题（26分，共13小题26个空，每空1分）

1.流体流动的必要条件是在系统的两端存在 ①或 ②。

2.理想流体与实际流体的最大区别是 ①，气体与液体的最大区别是 ②。

3.流体在圆管内定态滞流流动时，阻力损失与流速的 ①次方成正比，湍流流动时其阻力损失与流速的 ②方成正比。

4.定态传热时，评价间壁式换热器性能的物理量是 ①，其传热推动力采用逆流传热比采用并流传热  ②。

5.亨利定律是描述物理吸收时 ①的规律，亨利系数值越小，吸收质在液相中的溶解度 ②。

6.工业反应结果受两个方面因素的影响，这两方面因素是 ①和 ②。

7.根据双膜理论，溶解度大的气体吸收，过程为 ①控制，溶解度小的气体吸收，过程是 ②控制。

8.基本反应器中，物料流况是理想流动的反应器是 ①和 ②。

9.在石油的加工中，催化裂化是用重质油生产 ①的过程，使用的是 ②反应器。

10.合成氨以煤为原料的生产中，从反应物系的相态看，变换是 ①反应过程，变换炉应是 ②反应器。

11.对套管式换热器，工程上规定其换热面积是指 ①，总过程传热阻力的表达式是 ②。

12.测定反应器内物料逗留时间分布时，阶跃法直接测定的是 ①，脉冲法直接测定的是 ②。

13.BR反应器的操作是 ①，其物料的浓度是随 ②而变化的。

14.对于平行反应，当a1＜a2、b1＜b2时，反应物的浓度 ①有利于提高选择率，应当选择 ②反应器为好。

15.石油的裂解过程中，加入的稀释剂是 ①其作用是 ②。

16.返混是指 ①的物料之间由不均匀到均匀的过程，其结果是使所用反应器的性能 ②。

二、正误判别题（15分，共15小题，每小题1分，对的划∨，不对的划×）

1. 流体在圆管内定态流动时，流速与管径的平方成正比。

2. 离心泵启动前充满液体，是为了防止气缚现象的发生。

3. 蒸汽管道外包裹保温材料时，导热系数小的包在外层比较科学。

4. 强化间壁式换热过程时，从提高K值的角度考虑，当α1与α2相差较大时，增大α值大的对提高K值效果明显。

5. 吸收正常操作时，填料塔中气液相总体是逆流接触，物系的组成呈连续变化。

6. 传质单元高度是表征塔设备性能优劣的参数，其值大设备的性能好。

7. 石油催化裂化中加入的稀释剂是水蒸气，生成目的产物的反应主要是吸热的一次反应。

8. 热传导是依靠质点的振动和自由电子的运动传递热量的过程，其特点是质点沿传热方向不发生宏观位移。

9.  多釜串联反应器的釜数N增多，反应器内物料的返混程度减小，其性能趋向于CSTR。

10. 反应器的结构决定其流动特征，故同一结构的反应器具有相同的基本方程。

11. 提高连串反应的选择性，关键是浓度的控制，而提高平行反应选择性的关键是反应时间的控制。

12. 反应过程的放大是化工过程开发的核心，而反应器的开发研究又是反应过程放大的核心。

13. 氨合成反应是中等放热的可逆、体积缩小的气固相催化反应，提高压力、降低温度有利，合成塔是固定床反应器。

14. 与离心泵比较，往复泵可使液体获得很高的压头，在要求压头高的场合往复泵适用而离心泵往往不行，故往复泵的操作机动性比离心泵大。

15. 由于固定床与流化床反应器内物料的返混程度差异很大，导致二者的动力学特性差异较大。

三.简答题（15分）

1.离心泵的特性曲线是以哪个参数为自变量？

哪些参数为因变量？

各因变量与自变量的关系如何？

离心泵的特性曲线之用途何在？

2.间壁式传热过程中，总过程的传热速率、推动力、热阻与分过程传热速率、推动力及热阻的关系如何？

3.填料吸收塔的正常操作范围应在哪里？

如何确定正常操作气速？

。

4.对于气固相催化反应，外扩散控制时，怎样减小外扩散阻力？

内扩散控制时，又如何从选择催化剂的角度减小内扩散阻力？

为什么？

5.氨合成催化剂的组成是什么？

提高平衡氨浓度的措施有哪些？

四.单选题：

（16分。

每小题2分，未选多选不给分。

）

1.理想流体在圆管内定态流动，以下说法错误的是（    ）。

A.任意截面的总能量相等；        B.任意截面的体积流量相等；C.能量的不同形式间可转化；      D.任意截面的质量流量相等。

2.关于Re，以下说法不对的是（   ）。

 A.是圆管内流型的判据；          B.是无因次的特征数；C.能判断流动阻力的大小；        D.可判断填料塔内的流型。

3.对于吸收过程的传质单元数nG，以下说法正确的是（   ）。

A.是表示过程进行难易程度的参数； B.其值越大过程易进行；C.是表示传质设备性能优劣的参数； D.其值大设备性能差。

4.对文丘利流量计，以下说法不对的是（   ）。

A.是孔板流量计的改进；           B.计量没孔板流量计准；C.阻力比孔板流量计小；           D.计量比孔板流量计准。

5.基本反应器中，物料流况是非理想流动的反应器是（   ）。

A.全混釜式；                     B.间歇釜式；C.活塞流式；                     D.多釜串联。

6.以下随机函数中，表示RTD离散度的是（   ）。

A.逗留时间分布函数F（τ）；       B.逗留时间分布密度函数E（τ）；C.方差

；                 D.数学期望

。

7.氨合成反应表面动力学过程的控制步骤是（   ）。

A.氮气的活性吸附；            B.氢气的活性吸附；C.生成氨的表面反应；          D.氨的表面解吸。

8.对石油裂解反应中的生炭反应，以下说法不对的是（   ）。

A.是经过乙炔的石墨化； B.是生成有害产物的副反应；C.是应当促进的反应；   D.是应当拟制的反应。

五.多选题：

（18分。

每小题3分，未选不给分，每多选或少选一个扣1分。

）

 1.关于表压，以下说法正确的是（   ）。

A.起点是当时当地大气压；     B.起点是绝对零压；C.测量仪表的指示值；         D.仪表指示值加大气压。

2.对于列管式换热器，以下说法对的是（   ）。

A.传热面积指列管的总内表面积；B.传热面积指列管的总外表面积；C.增加程数强化管程流体的给热；D.设挡板可提高壳程流体的流速。

3.对于吸收过程填料塔的操作线，说法正确的是（   ）。

A.方程是填料塔的物料衡算关系；B.斜率大吸收推动力大；

C.与气液平衡无关；            D.与气液平衡有关。

4.数学式

是（   ）反应器的基本方程。

A全混釜CSTR.；              B.间歇釜BR；C.多釜串联MMFR；            D.活塞流PFR。

5.关于内表面效率因子η2，说法正确的是（   ）。

A.就是内表面利用率；       B.西勒数φ增大η2增大；C.西勒数φ减小η2增大；         D.催化剂颗粒增大η2增大。

6.石油的蒸馏与连续精馏比较，以下说法不对的是（   ）。

A.二者原理相同；              B.前者产物为混合物，后者为纯组分；C.二者的塔设备完全一样；      D.二者的加热都在塔底的再沸器中。

六.计算题（20分）

1.有一均匀液相反应  2A+B    P  定容下用CSTR进行反应，在323K时，动力学方程为（-rA）=kcA2·cB，其单位为kmol·m-3·min-1，k=2.5×103kmol-2·m6·min-1。

原料液组成为：

cA0=2.0kmol·m-3，cB0=3.0kmol·m-3，原料的供给速度为0.028m-3·h-1，试求为使A的转化率达到60%所需反应器的有效容积？

2.某炼油厂用三乙醇胺的水溶液为吸收剂，吸收石油气中的H2S，进塔气中吸收质的含量为0.03mol（H2S）/mol（惰气），吸收率要求98%，气液平衡关系为Y=2.0X,吸收剂进塔时不含H2S，出塔时的含量为0.013mol（H2S）/mol（吸收剂）,过程的气相体积吸收总系数Kya可取0.02kmol·m-3·s-1,惰气的流速为0.012kmol·m-2·s-1，试求填料塔的填料. 

答案：

一.填空题（26分，共13小题，26个空，每空一分）

1.①流动，②压缩；2.①液泛，②操作；3.①专用，②精细；4.①往复运动，②正位移；5.①转化率，②生产能力；6.①溶解度，②气体；7.①返混，②不变；8.①固体壁面,②有；9.①硫化物，②一氧化碳；10.①硫铁矿，②硫磺；11.①概念，②基础；12.①升高，②下降；13.①热通量，②强。

二.判断题 （15分，共15小题，每小题1分）

1.√；2.×；3.×；4.√；5.√；6.×；7.√；8.√；9.×；10.√；11.×；12.√；13.√；14.×；15.√。

三..单选题  （16分，共8小题，每小题2分，未选、选错不给分）

1.B;2.D;3.A;4.C;5.B;6.D;7.A;8A。

四.多选题 （16分，共8小题，每小题2分，每少选、选错、多选一个扣1分）

1. BD；2.AC；3.AB;4.CD;5.AC;6.BC；7.CD；8.AC。

五.简答题 （12分，共3个小题，每小题4分）

答案：

略

   六.计算题 （15分）

1.（7分）解：

d=0.041m,   u=1.52m·s-1 （1分）     Re=62320  湍流（2分）

λ=0.02 （2分）   Hf=8.62m水柱 （2分）

2.（8分）解：

已知  T1=90℃, T2=50℃ t1=18℃ qm,h=1900kgh-1=0.528kgs-1,A=6㎡,K=230Wm-1K-1,求t2 =?

及 qm,c=?

由热负荷计算和传热总方程式有：

（2分）

则：

（2分）

逆流换热时：

解得：

t2 =27.5℃  （2分）

又由热量衡算关系有：

（2分）

一.填空题（16分，共16小题，32个空，每空0.5分）

1. ①△Z，②△P；2.①有无拈性，②有无压缩性；3. ①1.0，②0.5；4. ①q，②大；5.溶解平衡，②越大；6. ①化学规律，②工程因素；7.①气膜扩散，②液膜扩散；8. ①PFR，②CSTR；9. ①轻质油，②硅酸铝；10. ①气固相。

②固定床；11.内管外表面，1/KA；12.①E（τ），②F（τ）；13. ①间歇，②时间；14.①低，②CSTR；15. ①水蒸气，②降低烃分压；16. ①不同停留时间，②下降。

二.判断题 （15分，共15小题，每小题1分）

1.×；2.√；3.×；4.×；5.√；6.×；7.√；8.√；9.×；10.√；11.×；12.√；13.√；14×；15√。

三.简答题 （15分，共5个小题，每小题3分）

1.流量为自变量（1分），扬程、功率、效率为因变量（1分）；流量↑扬程↓，流量↑功率↑，流量↑效率↑又↓（1分）；确定其正常操作范围（1分）。

2.总速率等于分过程速率（1分），总推动力等于分过程推动力之和（1分），总热阻等于分过程热阻之和（1分）。

3.在载区（1分），以液泛气速为上限（1分），u=u0（1分）。

4.提高气体流速减小外扩散阻力（1分），选择小颗粒大孔径的催化剂（1分）；因为提高气体流速可以有效减薄气膜层厚度达到减小外扩散阻力的目的，选择小颗粒大孔径的催化剂减小内扩散距离和阻力（1分）。

5.以氧化铁为主要组分（1分），提高压力，降低温度（1分），保持氢氮比=3，控制进口气体组成（1分）。

四.单选题  （16分，共8小题，每小题2分，未选、选错不给分）

1.B;2.C;3A.;4.D;5.D;6C;.;7.A8.C。

五.双选题 （18分，共6小题，每小题3分，未选、选错、少选或多选不给分）

1.AC;2.BCD;3.ABC;4.BD;5.AB;6.CD

六.计算题 （20分）

1.（9分）解：

已知cA0=2.0kmol•m-3,cB0=3.0kmol•m-3,k=2.5×10-3kmol-2•m6•min,v=0.028kmol•h-1,xA=60%,VR=?

根据题意，可求得cA=2.0×（1-0.6）=0.8kmol•m-3（1分）cB=3.0-0.6=2.4kmol•m-3（1分）,则：

（-rA）f=kc2AcB=3.84kmol•m-3•min（2分）,τ=2.0-0.8/3.84=312.5min（3分）

VR=0.028×312.5/60=0.15m-3（2分）。

2.（11分）解：

Y1=0.03      Y2=0.03（1-0.98）=4×10-4（1分） X1=0.013  X2=0 

  根据公式 H=hG·nG  

  （3分）   

  （2分）

 （2分）   H=0.6×18.93=11.36m （3分）

*测试题*

第一章 绪论

1．以下不是化工工艺流程图的是（ ）。

 A．生产工艺流程图；             B．物料流程图；C．效果流程图；                 D．带控制点工艺流程图。

2．有关化学工业的发展趋势说法不正确的是（  ）。

A．规模小型化；                     B．产品精细化；C．原料多样化；                     D．生产连续化。

第二章典型化工产品工艺学

1.氨合成反应表面动力学过程的控制步骤是（   ）。

A.氮气的活性吸附；            B.氢气的活性吸附；C.生成氨的表面反应；          D.氨的表面解吸。

2.氨合成过程的主要优化目标是（   ）。

A.提高生产强度；                  B.提高原料利用率；C.降低动力消耗；                  D.延长催化剂的寿命。

3.在合成氨的生产中，对半水煤气的脱硫、变换、脱碳顺序说法正确的是（   ）。

A.先脱硫再脱碳后变换；         B.先变换再脱碳后脱硫；C.先脱硫再变换后脱碳；         D.先脱碳再脱硫后变换。

4.世界上最早的合成氨装置的反应温度为500-600℃，压力为17-20MPa，所使用的催化剂是（  ）。

A．铁系；                          B．锇系；C．铬系；                          D．铝系。

5.以下中压法合成氨的工艺操作条件，说法不对的