一、简答题1. 阻聚反应的特点是什么?
阻聚剂加入反应体系后,会产生诱导期。在诱导期间,聚合完全不能进行。在阻聚剂耗尽后,诱导期结束,才开始正常聚合,而聚合速率与未加入阻聚剂时的聚合速率基本不变。
2. 为何在原油蒸馏前要进行脱水处理?
原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定,严重时甚至造成冲塔事故,含水过多增加了热能消耗,增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。
3. 石油中含有哪些烃类?
石油中含有烷烃、环烷烃和芳香烃。其中,烷烃包括气态烷烃、液态烷烃和固液态烷烃。环烷烃包括环戊烷和环己烷。
4. 什么是催化剂的寿命?
催化剂的寿命是指催化剂从使用到它的活性下降(或经过多次再生后)直到生产中不能再用的程度所经历的时间。
5. 进料量固定、组分恒定时,精馏塔的回流比对塔顶产品的产量、质量有哪些影响?
进料量固定、组分恒定时,增加精馏塔的回流比,塔顶产品的产量下降,塔顶产品质量提高;降低精馏塔的回流比,塔顶产品的产量增加,塔顶产品质量下降。
6. 斗式提升机的输送原理是什么?
斗式提升机的输送原理是料斗把物料从下面的储槽中舀起,随着输送带或链提升到顶部,经过顶轮后向下翻转,将物料倾入接受槽内。
7. 联轴器的用途是什么?
联轴器的主要用途是把两根轴沿长度连接起来,以传递运动和扭矩。此外,联轴器还可以作为一种安全装置,保护被连接的机械,不因过载而损坏。
8. 什么是三相四线制供电方式?
星形接线的电源除从三个线圈端头引出三根导线外,又从中性点引出一根导线,这种供电的方式称为三相四线制供电方式。
9. 变压器是根据什么原理工作的?
变压器是根据电磁感应原理,即“动电生磁”和“磁动生电”的原理工作的。当变压器原绕组施以交流电,便在原绕组中产生一交变电流和磁通,当磁通穿过副绕组时,便在变压器副绕组上感应出电动势,其大小与绕组的匝数及磁通的变化率成正比。
10. 如何检查处理母线短路故障?
若由于母线短路,或由母线到断路器间引线段发生短路而引起母线失压时,其外部的征象除控制盘仪表有所反映外,仪表剧烈摆动,光字牌亮,母线电压降为零,故障点还有爆炸声冒烟和起火现象,此时应切除故障母线,投入备用母线。
11. 采用变频器运转时,电机的起动电流控制在什么范围?有什么好处?
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%),可以平滑地起动。用工频电源直接起动时,起动电流为额定电流的6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。
12. 如何防止工业静电危害?
首先要设法尽量防止和减少静电的产生。其次是既然产生了静电,就要加速静电的散逸和泄漏,防止电荷积累。如果生产中仍然存在大量静电,则应采取防止静电放电着火措施,避免电击、故障和爆炸、火灾事故的发生。
13. 什么叫等幅振荡过程?
被控变量在给定值附近来回波动,且波动幅度保持不变,这种情况称为等幅振荡过程。
14. 什么是对象的动态特性?
对象的动态特性指的是调节对象受到干扰后(0.5),对象的输出随时间变化的特性。
二、计算题1. 某氮气钢瓶的容积V
1=30.00L,温度T
1=293.15K,压力P
1=1013.25kPa。计算在钢瓶中N
2是多少摩尔?(其中R=8.314J·mol
-1·K
-1)
已知V1=30.00L=30.00×10-3m3
T1=293.15k
P1=1013.25kPa=1013250Pa
PV=nRT
n=P1V1/RT1
=1013250×30.00×10-3/(8.314×293.15)
=12.47mol
答:钢瓶中N2是12.47mol。
2. 已知80℃时KCl的溶解度是51g,问:在80℃时,100g饱和溶液中溶解了多少克KCl?
80℃时KCl的溶解度是51g,即100g水中溶解的KCl为51g,所以这时饱和溶液的总质量为:100+51=151g
设100克饱和溶液中溶解了KClxg,
则151:51=100:x
x=51×100/151=33.8g
答:在80℃时,100g饱和溶液中溶解了33.8gKCl。
3. 求25℃,101.325kPa下,下面反应的标准反应热。
Fe
3O
4(s)+4CO(g)==3Fe(s)+4CO
2(g)(已知:Fe
3O
4的标准生成热是-1120.910kJ·mol
-1,CO的标准生成热是-110.5kJ·mol
-1,CO
2的标准生成热是-393.5kJ·mol
-1,Fe的标准生成热是0kJ·mol
-1)
因为:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)
所以:反应热效应=[4×(-393.5)+0]-[-1120.9+4×(-110.5)]=-11.1kJ
答:反应的标准反应热为-11.1kJ。
4. 某芳香烃的蒸气相对空气的相对密度为3.1724,该烃含碳91.3%,含氢8.7%。求该有机物的分子式及结构式。(空气的相对分子质量为29)
①相对分子质量:相对分子质量=29×3.1724≈92
5. 将精对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)以等当量完全混合后放入容器内进行缩聚反应,以制得聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。在反应进行至t时刻时,对该容器内的物质分析得到:精对苯二甲酸(PTA)剩余量为起始量的1%。请计算此时聚苯二甲酸乙二酯的平均聚合度是多少?
因精对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)以等当量完全混合后放入容器内进行缩聚反应,在反应进行至t时刻时,精对苯二甲酸(PTA)剩余量为起始量的1%,则此时精对苯二甲酸的反应程度为:
P=1-1%=0.99
所以,此时聚对苯二甲酸乙二酯的平均聚合度
答:聚对苯二甲酸乙二酯的平均聚合度是100。
6. 在实验室中利用拉力机测试某增塑聚氯乙烯(PVC)试样的断裂伸长率,试样为长方体,尺寸如下(长×宽×厚):160mm×12mm×2mm
在25℃的环境下,用1.0千克力、以1mm/s的恒速拉伸试样。在90s后,该高聚物试样被拉断。请计算在该条件下此增塑聚氯乙烯试样的断裂伸长率是多少?
因以1mm/s的恒速拉伸试样,在90s后,该高聚物试样被拉断,则试样在被拉伸断裂后的伸长量为:
△L=90×1=90mm
则该高聚物试样断裂伸长率为:
△L/L=(90mm/160mm)×100%=56.25%
答:在该条件下此增塑聚氯乙烯试样的断裂伸长率是56.25%。
7. 某共混物由尼龙6(PA6)和聚酯(PET)组成,其中尼龙6为85%(质量),聚酯为15%(质量)。已知尼龙6的玻璃化温度T
g为50℃,聚酯的玻璃化温度T
g为69℃。请计算该共混物的玻璃化温度T
g是多少?
因为:1/Tg=WPA6/Tg,PA6+WPET/Tg,PET
而:Tg,PA6=50+273.15K=323.15K,Tg,PET=69+273.15K=342.15K
则:1/Tg=(85%/323.15K)+(15%/342.15K)
所以:Tg=325.86K-273.15K=52.71℃。
答:该共混物的玻璃化温度Tg是52.71℃。
8. 将浓度分别为3mol/L的精对苯二甲酸(PTA)与3mol/L的乙二醇(EG)完全混合后放入容器内进行缩聚反应,以制得聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。在反应进行了5s后,对该容器内的物质进行分析得到:精对苯二甲酸(PTA)的浓度为1.2mol/L,乙二醇(EG)的浓度为1.2mol/L,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的浓度为1.8mol/L。请计算聚合速率是多少。
精对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)缩聚反应方程为:
用精对苯二甲酸(PTA)的浓度减少量表示聚合速率是:
v
PTA=(3-1.2)/5=0.36mol/L·s
用乙二醇(EG)的浓度减少量表示聚合速率是:
v
EG=(3-1.2)/5=0.36mol/L·s
用精对苯二甲酸乙二酯的浓度增加量表示聚合速率是:
v
PET=(1.8-0)/5=0.36mol/L·s
答:聚合速率是0.36mol/L·s。
9. 聚酯装置共加工PTA 21745.388t,乙二醇(EG)8490.69t,生产出聚酯产品25221.4t。求PTA和EG的单耗。
根据公式:单耗=(消耗原料/实际产品)
得PTA单耗=21745.38/25221.4=0.862t/tPET
EG单耗=8490.69/25221.4=0.337t/tPET
答:PTA的单耗为0.862t/tPET,EG的单耗为0.337t/tPET。
10. 把质量为50%,温度为20℃的铁环加热到100℃,铁环吸收了多少热量?(铁环的比热C=4.6×10
2J/(kg·K))
因为:m=500g=0.5kg
T1=20+273=293K
T2=100+273=373K
所以:Q吸=C·m·(T2-T1)=4.6×102×0.5×(373-293)
=4.6×102×0.5×80
=1.84×104J
答:铁环吸收了1.84×104J的热量。
11. 某冷热两种流体在一列管换热器中进行热交换,已知热流体进口温度为493K,经热交换器降至423K;冷流体从323K升至363K。求冷热流体在换热器中采用并流和逆流的平均温度差,采用哪种操作有利于传热?
①逆流时,热流体493K→423K
冷流体363K→323K
△t进=130K △t出=100K
因为:△t进/△t出<2
△t均逆≈(△t进+△t出)/2=(130+100)/2=115K
②并流时,热流体493K→423K
冷流体323K→363K
△t进=170K △t出=60K
△t均并=(△t进-△t出)/ln(△t进/△t出)=(170-60)/ln(170/60)=105.8K
答:结果表明,当冷、热两流体的进出口温度一定时,采用逆流操作的平均温差要大,有利于传热。