07-08化工基础真题A卷

西安文理学院2007—2008学年第二学期 《 化工基础 》试题 （A）卷 使用班级：05化学（1）（2）班 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 注意事项： 1.全卷共8页,共100分,,考试时间120分钟。用钢笔或圆珠笔直接答在试题上。 2.答卷前将密封线内的项目填写清楚。 3. 严格遵守学院各项考试纪律，诚信守纪，杜绝作弊现象。 一、填空题（共20分，10题，每题2分） 1. 根据标准大气压（或称物理大气压）的定义值为： 1 atm = mm（Hg）= m（H2O） 将其换算成SI单位Pa时的准确换算值为： 1 atm = Pa 2. 液体的粘度随温度升高而 ，随压力的变化 。气体的粘度随温度升高而 ，随压力的增大 。 3. 在对流传热过程中，将众多的影响因素归纳成如下几个特征数（无量纲数）: ， ， ， 。 4. 热流体和冷流体在列管换热器内换热,若冷流体传热膜系数远大于热流体传热膜系数, 则此时管壁温度接近于 流体温度。 5. 流体在φ25 mm×2.5 mm、及φ57 mm×3.5 mm组成的套管换热器环隙中流动，其当量直径为 。 得分 评判人 6. 以单位重量为基准，不可压缩实际流体的伯努利方程式为 ，各项的单位为 。7. 多级串联全混流反应器的每一釜的流动模型都属 ，其串连的釜数越多则其流动性能就越接近 反应器。 8. 目前我国合成氨生产所采用的是以 为主体的催化剂，而真正起催化作用的是 。 9. 合成氨工业是用氮气和氢气合成氨。氮、氢原料气的制取，则可采用不同原料路线和制造方法，其中以燃料转化法最为常用。燃料转化法常用的原料有三大类： （1） ；（2） ；（3） 。 10. 如图所示,用某吸收剂在吸收塔中逆流吸收某混合气中的一个组分。若混合气的进口浓度Y1增加,而惰性组分的摩尔流量FB 、吸收剂的摩尔流量FC 、吸收剂入口浓度X2以及操作温度和压强都不变，则混合气出口浓度Y2将 ，溶液的出口浓度X1将 。 二．判断题（共10题， 每题2分， 20分） 11. 传热速率（也称为热流量）是指单位时间内传递的热量，热流密度是指单位时间内，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。 （ ） 12. 在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为α1和α2，且α1>>α2，在忽略固体壁面热阻的情况下，总传热系数K接近于α1。 （ ） 认真 求实 诚信 守纪 A卷 共8页 第1页 装 装 考场地点 订 订 线 线 院系 上 下 专业 班级 姓名 学号 得分 评判人A卷 共8页 第2页 装 装 考场地点 订 订 线 线 院系 上 下 专业 班级 姓名 学号 13. 流体在圆形管道内湍流流动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍。 （ ） 14. 用水作流动介质求得的雷诺数Re与摩擦阻力系数λ的关联曲线不能适用于其它流体。 （ ） 15. 流体在管道中流动时的流动型态可以用雷诺数（Re）来判断，如Re<2000就必然是层流，如Re<4000就一定是湍流。 （ ） 16. 敞口容器内静止水面下1 m处测得的表压强为9.81 kPa。 （ ） 17. 流体通过孔板流量计中孔板所造成的阻力，随着流量的增加而增加；同样流体通过转子流量计中转子处所造成的阻力，也随着流量的增加而增加。 （ ） 18. 流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。一般说的层流内层即为层流边界层。 （ ） 19. 理想流体在管内作定态流动时，在管内径较大的管段处，其静压强便会减小。 （ ） 20. 二氧化硫氧化为三氧化硫的反应：SO2+21O2—→SO3 和氨的合成反应： 23H2+21N2 —→NH3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。 （ ） 三、选择题（共10题， 每题2分， 20分） 21. 在正常操作时，物料组成呈阶跃变化的理想反应器是 （ ） （A）间歇反应器； （B）非理想流动反应器； （C）活塞流反应器； （D）多级全混流反应器。 22. 从流体在导管内流动的速度分布可知，管内流动的流体存在速度梯度。凡存在速度梯度的区域称为 （ ） （A） 层流内层； （B）流动边界层； （C） 缓冲层； （D）湍流主体。 23. 水从高位槽中流出时，则 （ ） （A）水的静压能转变为动能； （B）水的位能转变为动能； （C）除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降； （D）除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降； 24. 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。 25. 流体在管内作连续定态流动时，流速u与管径d之间的关系212221dduu=可适用于 （ ） （A）不可压缩流体的等温过程； （B）可压缩流体的等温过程； （C）不可压缩流体的变温过程； （D）可压缩流体的变温过程。 26. 对环隙导管而言，雷诺数Re中的当量直径de等于 （ ） （A）外管内径与内管内径之差； （B）外管内径与内管外径之差； （C）外管外径与内管外径之差； （D）外管外径与内管内径之差。 27. 在多层固体平壁中进行定态传导传热时，各层的温度降与各相应层的热阻之间呈何种关系？ （ ） （A）反比关系； （B）无关系； （C）正比关系； （D）不确定关系。 认真 求实 诚信 守纪 得分 评判A卷 共8页 第3页 A卷 共8页 第4页 装 装 考场地点 订 订 线 线 院系 上 下 专业 班级 姓名 学号 28. 冷热流体在套管换热器中换热（都无相变）。若热流体的进口温度T1上升，而热流体质量流量mq、冷流体质量流量'mq、冷流体的进口温度'1T及物性都不变，则传热速率φ将 （ ） （A）增加; （B）减少; （C）不变; （D）无法确定。 29. 精馏分离某二元混合液,进料量为100 kmol·h-1 ，进料组成xf=0.56，若要求塔顶馏出液组成xd≥0.86，则塔顶最大产量为 （ ） （A） 56 kmol·h-1 ; （B） 60 kmol·h-1 ; （C） 65.1 kmol·h-1 ; （D） 66kmol·h-1 。 30. 在石油的燃料型加工方案中，催化裂化的目的是 （ ） （A）把大分子化合物裂解成以芳烃为主的芳香族化合物； （B）使烃类在高温下发生脱氢反应，生成不饱和烃； （C）把常减压得到的重质油变成轻质油； （D）乙烷气脱氢变成乙烯。 四．计算题（共5题，每题8分，40分） 31. 8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2.0 m3·h-1,已查得98%硫酸的密度为1.84×103 kg·m-3，粘度为2.5×10-2 Pa·s，管道的内径为25 mm。求流动流体的雷诺数。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？ 32. 8 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80.1 ℃）。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 4.18×103 J· kg-1·K-1。列管为φ19 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。 认真 求实 诚信 守纪 得分 评判人 A卷 共8页 第5页 A卷 共8页 第6页 装 装 考场地点 订 订 线 线 院系 上 下 专业 班级 姓名 学号 33． 8分 某逆流操作的吸收塔,气液相进出口吸收质的摩尔分数分别为y1=0.02,y2=0.005,x1=0.008,x2=0。在操作条件下,气液平衡关系为y*=1.8x。试求在上述条件下,实际液气比与最小液气比的比值。 34. 8 分 在全混流反应器（CSTR）中进行一级液相反应A→R，已知反应速度常数k=100 h-1，当初始浓度cA,0=1.2 kmol·m-3，进料摩尔流量FA,0=1 kmol·h-1，转化率为75％时，所需反应器的有效容积为多少？若cA,0等于2.4 kmol·m-3，其余条件不变时，反应器的有效容积又为多少？ 35. 8 分 用连续精馏塔分离含苯的摩尔分数为0.50,含甲苯的摩尔分数为0.50的混合液,要求馏出液含苯的摩尔分数为0.90, 馏残液含苯的摩尔分数为0.10,泡点进料,已知原料液进料量为200 kmol·h-1,塔顶产生的蒸气量为300 kmol·h-1。试求: （1） 馏出液及馏残液的摩尔流量, kmol·h-1; （2） 实际回流比； （3） 精馏段操作线方程的具体表达式。 认真 求实 诚信 守纪 A卷 共8页 第7页 A卷 共8页 第8页

1试题答案及评分参考（A卷） 2007至2008学年度第二学期末考试 试题答案及评分参考（A卷） 一、填空题 ( 共10题，每题2分，共20分) 1. 2 分 （错一空扣0.5分，两空扣１分） 760，10.33；101325 2. 2 分(每空0.5分) 降低，基本不变；增大，增大。 3. 2 分(每空0.5分) 努塞尔数(Nu=λαl)； 雷诺数(Re =µρdu)； 普朗特数(Pr =λµpc)； 格拉晓夫数(Gr =223µρβTlg∆)。 4. 2 分 冷 5. 2 分 25 mm 6. 2 分 Z1+gpρ1+gu221+He=Z2+gpρ2+gu222+fHΣ，J·N-1或m（流体柱）。 7. 2 分 全混流；活塞流 （平推流，管式） 8. 2 分 铁；活性铁。 9. 2 分（错一空扣0.5分，两空扣１分） 固体燃料（煤或焦炭）；轻质烃（天然气或轻油等）；重质油（重油等）。 10. 2 分 增加;增加。 二、判断题 ( 共10题， 每题2分， 20分 ) 11. 2 分 正确；12. 2 分 错误； 13. 2 分 正确；14. 2 分 错误；15. 2 分 错误； 16. 2 分 正确；17. 2 分 错误； 18. 2 分 错误； 19. 2 分 错误；20. 2 分 错误。 三、选择题 ( 共10题， 每题2分， 20分 ) 21. 2 分 D； 22. 2 分 B； 23. 2 分 B；24. 2 分 A； 25. 2 分 A； 26. 2 分 B； 27. 2 分 C； 28. 2 分 A；29. 2 分 C； 30. 2 分 C。 四、计算题 ( 共5题，每题8分，40分 ) 31. 8 分 u1=211,4dqVπ=2)025.0(785.036000.2××=1.132 m·s-1 2分

2Re=µρ11ud=2105.21840132.1025.0−×××=2084 2分 如流量增加一倍，则 qV,2=2qV,1 Re数保持不变，则µρ11ud=µρ22ud 1分 由此可得：d1u1= d2u2 即d1·211,4dqVπ=d2·222,4dqVπ 1分 d2=2d1=2×25=50 mm。 2分 32. 8 分 (1) 传热速率: φ=)('1'2''TTcqpm−⋅⋅=36002800×4.18×103×(45-20)=8.13×104 W 3分 (2) 传热面积: mT∆=21.351.60+=47.6 ℃ 1分 A=mTKQ∆=6.4710001013.84××=1.71 m2 ３分 (3) 管长: L=dnAπ=019.014.31971.1××=1.5 m。 １分 33． 8 分 Y1=yy111−=0021002..−=0.020408 1分 Y2=yy221−=000510005..−=0.005025 1分 X1=xx111−=000810008..−=0.008065 1分 X2=0 则FFCB=YYXX1212−−=0020408000502500080650...−−=1.9074 2分 (FFCB)min=YYYmX1212−−=002040800050250020408180....−−=1.3568 2分