化工基础试题

陕西师范大学2012—2013学年第一学期期末考试
化学化工学院2010级化学专业
化工基础及实验(C)
答卷注意事项：
、学生必须用蓝色（或黑色）钢笔、圆珠笔或签字笔直接在试题卷上答题。

2、答卷前请将密封线内的项目填写清楚。

3、字迹要清楚、工整，不宜过大，以防试卷不够使用。

4、本卷共 5大题，总分为100分。

一、填空题（本大题共15小题，每空1分，共30分） 1. 硫酸生产中炉气的 法净化流程简短，整个过程在
高温下进行，又能减少对环境的污染，其缺点是不能除去
等杂质。

2最早合成氨的催化剂是 系催化剂，目前工业上普遍使用的合成氨催化剂是 系催化剂。

3.利用煤、石油、天然气等天然资源为原料，经过简单加工而得到大吨位的化工产品称
为 化学品，其附加值和利润 ，应用范围广。

4.流体在圆管内定态层流流动时，阻力损失大小与流速的 次方成正比，阻力系数仅是 的函数。

5.对于均相简单反应，选择反应器是以的大小为依据，而对于复杂反应，选择反应器则是以的高低为依据。

6.离心泵的扬程随流量的增大而，其功率随流量的增大而。

7.间壁式换热过程中，在相同条件下，逆流操作的平均推动力于并流操作，就
沿壁面传热温度差的前后变化看，逆流操作于并流传热。

= ，要完成规定的分离任务，理
8.填料吸收塔在最小液气比时，吸收液浓度X
1
论上填料层必须高。

9.平面壁热传导的特点是沿传热方向，圆筒壁面热传导的特点是沿传热方向。

10.易溶气体的亨利系数很，其吸收过程为控制。

11.孔板流量计和转子流量计的主要区别：前者是恒，变压差；后者则是恒，变截面。

12.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，前者的给热系数于后者。

13.间歇釜式反应器BSTR由于搅拌，物料的程度最大，器内浓度和温度处处相等，其反应结果仅由确定。

14.填料塔正常操作时，气相是相，液相是相。

15.由氨合成热力学，合成氨原料气的氢、氮比R= 可获得最大的平衡氨浓度，实
际生产中的氢、氮比R 。

二.判断题（正确的在括号内画“∨”，错误的画“×”。

本大
题共12小题，每小题1分，共12分）
1.传热速率（也称为热流量）是指热交换器单位时间内传递的热
量，热流密度是指热交换器单位时间内，单位传热面积所传递的热量。

对热交换器而言，
前者是表达该热交换器的传热能力，后者是表达该热交换器的传热强度。

（ ）
2. 流体在圆形管道内湍流流动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中平均流速的2倍。

（ ）
3. 在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为h 1和h 2，且h 1>>h 2，在忽略固体壁面热阻的情况下，总传热系数K 接近于h 1。

（ ）
4. 根据填料塔的流体力学特性曲线，其正常操作应在载区，正常操作气速是液泛气速的～倍。

（ ）
5. 用水作流动介质求得的雷诺数Re 与摩擦阻力系数 的关联曲线不能适用于其它流体。

（ ）
6. 敞口容器内静止水面下1 m 处测得的表压强为 kPa 。

（ ）
7.理想流体在管内作定态流动时，在管内径较大的管段处静压强便会减小。

（ ）
8. 二氧化硫氧化为三氧化硫的反应：SO 2+—→SO 3 和氨的合成反应： + —→NH 3都是
体积缩小的放热反应，因此在我国硫酸和氨的生产过程中，都采用加压反应器。

（ ）
9.分子扩散是在层流和静止流体内的传质方式，流体在作湍流流动时的传质方式是对流扩散，而对流扩散又包含分子扩散和涡流扩散两种形式。

（ ）
10.工业反应结果往往与实验室有较大差别，这是由于在生产条件下反应的化学规律因物理因素的影响而发生了变化所致。

（ ） 11.在连续操作的均相反应器中，全混流反应器的方差值σ2等于，说明该反应器中物料的返混程度最大。

（ ） 12. 在合成氨的合成塔中，原料气的空间速度是指气体在催化剂床层空间内流动的线速度。

（ ）
三、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1. 流体在圆管内定态湍流流动时，以下选项正确的是
（）A．2000≤R e≤4000为层流 B．径向脉动是层流的主要特征
C．湍流时平均流速u＝ D．层流时平均流速u＝
2. 以下关于硫酸生产中的吸收成酸，说法正确的选项是（）
A．是物理吸收过程 B．用%的酸吸收
C．用清水吸收 D．用983%的酸吸收
3. .对于传热边界层，以下说法不对的选项是（）
A. 是指具有明显温度梯度的区域
B. 厚度可以估算
C. 层内流动形态为层流
D. 传热方式为导热
4. 实际流体流经一根直径均等的水平导管，流动过程中因阻力造成的单位质量流体的能量损耗主要表现为（）（A）静压能的减少；（B）动能的减少；
（C）内能的减少；（D）三者兼而有之。

5. 将直径为φ108mm×4mm的粗管逐渐缩小到φ57mm×的细管，某液体定态流动时若在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为（） m/s B. m/s
C. m/s
D. m/s
6.对于以下均相反应器，物料混合程度和返混程度都是等于无穷大的 A . 间歇釜式反应器BSTR B . 活塞流反应器PFR C . 全混流反应器CSTR D . 多釜串联反应器MMFR
7. 对于多层平面壁的定常态导热，以下说法错误的是 A ．总热通量等于各分层热通量 B ．总热流量等于各分层热流量 C ．推动力具有加和性 D ．导热阻力不具有加和性
8. 对于传质单元高度H 0G ，以下说法错误的是 A ．反映设备的优劣 B ．H 0G 大设备性能优 C ．H 0G 小设备性能优 D ．H 0G 大所需填料层高
9.关于合成氨原料气的净化，以下正确的选项是A ．先脱硫 B ．先变换 C ．先脱碳 D ．先精练
10. A ．吸收和萃取 B ．吸收和溶解 C ．吸收和解吸 D ．解吸和脱附
四、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分， 1.A 实验研究相差悬殊
C．化工生产都是连续化生产过程
D．化工生产需要设置专用供水、供电、动力、贮存、运输等设施
E. 化工生产不涉及经济问题
2.以下对孔板流量计的特点说法错误的是
A．结构简单 B．安装方便
C．直接读取流量 D．阻力较小
E．计量准确
3.中压法合成氨的最优工艺条件，以下选项错误的是
A．空速1000～2000h-1 B．压力范围为15～45MPa
C．操作温度范围为450℃～550℃ D．操作氢氮比等于
E. 30MPa左右进口氨含量～%
4. 硫酸生产中二氧化硫的催化氧化，以下选项正确的是
A．采用先低后高的温度序列 B．采用先高后低的温度序列C．转化器是流化床反应器 D．转化器是固定床反应器
E. 普遍采用铂催化剂
5. 多层平面壁定态导热时，对温度梯度小的分层说法错误的是
A．该分层的热阻小 B．该分层的热阻大
C．该分层的温度变化率小 D．该层材料的导热系数大
E. 该层材料的导热系数小
6. 填料塔逆流吸收过程中，以下说法正确的是（）
A．塔底为稀端塔顶为浓端
B．物系组成沿操作线变化
C．q nL增大设备费降低而操作费用增加
D．q nL增大设备费增大而操作费用减小
E．正常操作以泛点气速为下限
7. 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(R e、ε/d)
B.过渡状态按湍流处理
C.湍流时λ=f(ε/d)
D.湍流时λ=f(R e、ε/d)
E.完全湍流时λ=f(R e)
8. 对于间歇釜式反应器，以下选项正确的是（）
A．用BSTR或BR表示 B．用PFR表示
C．物系参数随时间变化 D．灵活性小
E. 搅拌使物料混合程度和返混程度都等于无穷大
9. 关于化工实验中用到的倒装U形压差计，以水为介质实验时，以下选项正确的是（）
A．指示液是汞 B．测压前无须对其进行调节
C．可直接读出压强差kPa D．可直接读出压头差
E. 无须别的指示液
10. 关于化工实验中的吸收实验，以下选项正确的是（）
A．采用的主设备是填料塔 B．采用的主设备是筛板塔
C．测定的是吸收速率 D．测定的是吸收系数
E. 测定的是塔的流体力学特性
五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）
1.（9分）用钢管输送质量分数为98%的硫酸，要求输送的
体积流量为 m3·h-1,已查得98%硫酸的密度为×103 kg·m-3，粘度为×10-2 Pa·s，管道的内径为25 mm。

求流体流动的雷诺数。

若流量增大一倍时，而欲使流动过程的雷诺数保持不变，则应使用多大直径的管道进行硫酸的输送？
2.（9分）采用列管式热交换器将苯的饱和蒸气冷凝为同温度的液体（苯的沸点为℃）。

冷却水的进、出口温度分别为20 ℃和45 ℃, 其质量流量为2800 kg·h-1, 水的比定压热容为×103 J· kg-1·K-1。

列管为 19 mm×2 mm的钢管19根, 并已知基于管子外表面积的总传热系数为1000 W·m-2·K-1。

试计算：
（1）传热速率；
（2）传热面积和列管长度。