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中油公司 » 專業科目 » 模擬題庫 » 煉製類、安環類 » 化工裝置模擬試題
單選題
每題2分
1. 以氯仿萃取水溶液中之碘,假設碘對氯仿與水之分配係數為5,若原來100L水溶液中含碘8公克,欲以氯仿以兩次等體積方式萃取出6公克碘,則總共需要氯仿多少L?
(A)20
(B)40
(C)60
(D)80。
2. 在A-B二成分系中,若A對B的相對揮發度大於1,則A為輕成分,B為重分成,圖為乙醇-水共沸混合物的氣液平衡關係示意圖,下列敘述何者正確?
(A)當
時,水是輕成分;當
時,乙醇是輕成分
(B)無論組成為何,乙醇都是輕成分
(C)當
時,乙醇是輕成分;當
時,水是輕成分
(D)無論組成為何,水都是輕成分。
3. 有關熱交換器之敘述,下列哪些正確?
【1】當雙套管熱交換器以飽和水蒸汽作為熱媒且出、入口的溫度相同時,逆流操作之傳熱效果較順流操作佳
【2】1-2殼管熱交換器,管側流體為單管程,殼側流體為二殼程流動
【3】螺旋板熱交換器具有單位體積傳熱面積大之特點
【4】板式熱交換器常用於須快速加熱或冷卻之情況
【5】夾套及盤管熱交換器常用於工業上之反應器,可用於控制反應溫度
(A)【1】【2】【4】
(B)【1】【3】【5】
(C)【2】【3】【5】
(D)【3】【4】【5】。
4. 關於泵的敘述,下列何者正確?
(A)往復泵會有氣結現象(air binding)發生
(B)離心泵輸送流體會有脈動現象
(C)氣升泵屬正排量泵
(D)單泵常用於高黏度流體之輸送。
5. 兩平板中間夾一塊與平板等面積且可忽略厚度之薄電熱板,其產生之熱能經兩側平板傳導散熱至大氣中,若系統達恆穩狀態,各部分溫度及平板厚度如圖所示,左邊平板導熱係數為右邊平板導熱係數的兩倍,假設平板組之兩側大氣溫度相等、左右兩側平板表面至大氣之熱傳送係數相等且平板邊緣無熱散失,則下列敘述何者正確?
(A)左邊平板熱流率為右邊平板熱流率之10倍
(B)左邊平板熱流率為右邊平板熱流率之20倍
(C)大氣溫度為20˚C
(D)大氣溫度為30˚C。
6. 下列關於道爾增稠器(Dorr thickener)與沉降槽(settler)的比較,何者正確?
(A)道爾增稠器是平底的大圓槽,沉降槽是斜底大圓槽
(B)道爾增稠器與沉降槽都是利用離心力的作用,使固體與液體分離的裝置
(C)道爾增稠器是連續式裝置,沉降槽是批次式裝置
(D)道爾增稠器中的澄清液由升舉式虹吸管排出,沉降槽由溢流堰排出。
7. 若異丁烷對正丁烷的相對揮發度為2.0,有一異丁烷與正丁烷液相混合物中正丁烷的莫耳分率為0.40。試求該平衡系統中之氣相所含正丁烷的莫耳分率為多少?
(A)0.25
(B)0.43
(C)0.57
(D)0.75。
8. 下列何種因素,
不會
影響帶式運送機的輸送能力?
(A)皮帶轉速
(B)凹槽角度
(C)物料流動性
(D)皮帶厚度。
9. 填充塔內氣液逆流之單位高度壓力降
與氣體質量速度G
y
之對數關係如圖所示,其中,G
x1
和G
x2
為液體質量速度,下列關於填充吸收塔操作的敘述,何者正確?
(A)較佳之液體流速約為氾溢(流)速度(flooding velocity)的50%~75%
(B)較佳之氣體流速約為負載速度(loading velocity)的50%~75%
(C)G
x1
>G
x2
;且點A為氾溢(流)點(flooding point),點B為負載點(loading point)
(D)G
x1
>G
x2
;且點A為負載點,點B稱為氾溢(流)點。
10. 氣象報告某地現在氣溫30˚C,大氣總壓為750mmHg,空氣的相對濕度為60%。已知純水的飽和蒸汽壓為32mmHg,則大氣的百分濕度為多少%?
(A)71.1
(B)60
(C)58.9
(D)19.2。
11. 一斜管壓力計(inclined tube manometer),內裝有密度為1.6g/cm
3
的四氯化碳做為指示液體,斜管與水平線的夾角為30°。若以此壓力計量測水(密度=1g/cm
3
)在管中流動兩點間的壓力差,斜管上的讀值為50mm,則此兩點間的壓力差為多少Pa?(重力加速度為9.8m/s
2
)
(A)147
(B)294
(C)392
(D)784。
12. 若有圖所示水平方向由點1往點2流動的水輸送系統,所使用的圓管管徑皆一致,管a、b及c的高度也一樣,點1及點2位置的流速分別為v
1
及v
2
,試問下列敘述何者正確?
(A)若管線無摩擦損失,流體在a、b、c管中的流速皆為v
1
/3
(B)若管線有摩擦損失,則流體在a、b、c管中的流速皆會小於v
2
/3
(C)若管線有摩擦損失,則流體在點1的壓力會因摩擦損失而小於點2的壓力
(D)當流體沒有流動時,流體在點2的壓力為b管中任何一點壓力的3倍。
13. 以逆流式雙套管熱交換器,將煤油由120˚C冷卻至60˚C,冷卻水入口、出口溫度分別為20˚C和40˚C,若傳熱流率(q)為10kW,總傳熱係數(U, overall heat transfer coefficient)為100W.m
-
2
.K
-
1
,試求熱傳面積為多少m
2
?(ln 2=0.69,ln 3=1.10,ln 4=1.39,ln 5=1.61)
(A)1.73
(B)2.53
(C)3.22
(D)3.54。
14. 利用玻璃球作為填料,填充一固定床,床體的整體密度(bulk density)約1.06g.cm
-
3
,已知玻璃顆粒密度(particle density)是2.20g.cm
-
3
,試問床體的空隙度(porosity)為何?
(A)0.620
(B)0.518
(C)0.482
(D)0.212。
15. 一連續式蒸餾塔每小時進料100莫耳之苯-甲苯混合溶液(苯為40莫耳,甲苯為60莫耳),假設塔內各板皆為理想板,塔頂出料之飽和蒸氣溫度為83.5˚C,壓力為101.3 kPa(溫度-莫耳分率組成圖如圖所示),塔底產物含甲苯90 mol %,則下列何者正確?
(A)塔頂產物流率為20.5 mol·h
-
1
(B)塔底產物流率為62.5 mol·h
-
1
(C)塔底產物的莫耳流率為塔頂產物莫耳流率的2.5倍
(D)塔頂產物含苯為80mol %。
16. 下列單位轉換關係,何者正確?
(A)100˚C=323K
(B)1.0ℓb(磅力=98N(牛頓))
(C)1.0kW‧h(千瓦小時)=36×10
3
kJ(千焦耳)
(D)1.0kg‧s
-
1
m
-
2
=0.42ℓb‧s
-
1
‧ft
-
2
。
17. 下列何種分離機械最適用於固-液分離?
(A)振盪篩
(B)板框壓濾機
(C)耙式類析器
(D)袋(纖維)濾機。
18. 苯-甲苯溶液之氣液平衡關係如圖所示,則苯-甲苯溶液在總壓101.3kPa和85˚C下,苯於液相莫耳分率(x
A
)和氣相莫耳分率(y
A
)分別約為多少?
(A)x
A
=0.78,y
A
=0.90
(B)x
A
=0.90,y
A
=0.78
(C)x
A
=0.22,y
A
=0.10
(D)x
A
=0.10,y
A
=0.22。
19. 下列何種蒸發器可獲得較高的總包熱傳係數及可加裝結晶濾除器,以防止濃縮液的提前結晶?
(A)強制循環蒸發器
(B)長管蒸發器
(C)短管蒸發器
(D)攪拌膜蒸發器。
20. 下列有關管、管件及閥的敘述,何者正確?
(A)公稱管徑相同的鋼管,其管外徑相等
(B)凸緣接合適用於2吋以下管之接合,此接合法密封度可靠
(C)全開的閘閥(gate valve)比全開之球閥(globe valve)有較大的型態摩擦之相當管長與管徑比(L
e
/D)
(D)鼓風機(blower)提供的風壓小於風扇(fan)。
21. 在結晶過程中,欲使溶液中原有的晶核成長,但又不產生新的晶核,則需將濃度控制在下列何種區間?
(A)穩定區(stable region)
(B)介穩定區(meta-stable region)
(C)不穩定區(unstable region)
(D)無法經由濃度控制。
22. 下列有關蒸餾操作的敘述,何者
錯誤
?
(A)回流比提高可以降低所需的理論板數
(B)進料板以下的部分稱為增濃段,使高沸點成份的濃度往下逐板提高
(C)萃取蒸餾可以提高原溶液的相對揮發度,消除共沸現象
(D)熱敏感的物質適合以真空蒸餾方式進行。
23. 將40mole %苯與60mole %甲苯的混合液,於飽和溶液狀態,以100mole/s之流率加入連續精餾塔中,若塔頂產物含有95mole %苯,而塔底產物含有5mole %苯,則塔頂產物的流率約為多少mole/s?
(A)25
(B)30
(C)39
(D)45。
24. 以異丙醚萃取100L水溶液中的有機物,此有機物對異丙醚和水的分配係數為0.5,若先以50L的異丙醚萃取,接著再以另外50L的異丙醚萃取前次萃餘液,假設溶液體積變化可忽略,最終萃取後的水溶液含有此有機物4g,則原來100L水溶液中含此有機物多少g?
(A)4
(B)5
(C)5.25
(D)6.25。
25. 下列哪一種閥件適合安裝於化工廠高壓系統,以作為保護作用,避免系統壓力過高?
(A)閘閥
(B)安全閥
(C)隔膜閥
(D)單向閥。
26. 下列關於反應器的敘述,何者正確?
【1】管式反應器適合反應速率快的氣相反應
【2】槽式反應器為批式反應器,無法適用於連續式操作
【3】流體化床觸媒反應器質量傳送快,適合大規模生產
【4】生物反應不可以使用填充床反應器
【5】薄膜生物反應器兼具反應及分離純化的特點
(A)【1】【2】【3】
(B)【1】【3】【5】
(C)【2】【3】【4】
(D)【3】【4】【5】。
27. 關於萃取與瀝取的敘述,下列何者正確?
【1】液-液萃取為溶質從萃取劑傳送至溶液中的一種操作
【2】填充萃取塔的萃取效率高於噴霧萃取塔
【3】因用途不同,多孔板萃取塔中的篩板構造與蒸餾塔中的篩板構造截然不同
【4】固-液瀝取為固體混合物與溶劑接觸後,固體混合物中的某一成分溶入溶劑中的操作
【5】超臨界流體萃取之臨界溫度為氣體在任意加壓下皆無法液化之最高溫度
(A)【1】【3】
(B)【2】【5】
(C)【2】【4】
(D)【3】【4】。
28. 下列有關減積概念與減積裝置的敘述,何者正確?
(A)減積操作過程時,物料的含水率最好介於4%~50%之間
(B)噴射磨機屬於超細研磨機,適合超過200網目之進料操作
(C)濕研磨比乾研磨裝置節省約1/4的功率
(D)磨球在球磨機筒內空間所佔最適當百分率為60%~70%。
29. 一連續式精餾塔的進料含苯及甲苯各50wt %,其流率為100kg/h。若塔頂產物含苯95wt %,塔底產物含甲苯95wt %,試問塔頂及塔底產物的流率各為多少kg/h?
(A)40,60
(B)50,50
(C)60,40
(D)70,30。
30. 對於填充塔式氣體吸收器,下列有關填料的選擇何者
錯誤
?
(A)具化學惰性
(B)重量宜重
(C)比表面積宜大
(D)間隙宜大。
31. 某學生在進行雷諾實驗時,在恆溫下分別將A和B兩種不同液體,以相同速度流入同材質、相同管徑的圓管中,該生發現,A液體呈現層流(laminar flow),而B液體則為紊流(turbulent flow)。根據此實驗結果,該生可以做下列何種判斷?
(A)對密度而言,A<B
(B)對動黏度而言,A>B
(C)對黏度而言,A>B
(D)對雷諾數而言,A>B。
32. 下列有關殼管熱交換器的敘述,何者正確?
(A)定頭式熱交換器適合在高溫或溫差變化過大下操作
(B)浮頭式熱交換器之浮頭,固定於外殼
(C)U管式熱交換器適合會積垢的流體
(D)以飽和水蒸氣加熱其他流體,熱交換過程中水蒸氣溫度不變,對數平均溫差校正係數F=1。
33. 晶癖(crystal habit)係由晶體各面生長速度改變所致。各晶面生長速度會受到外界因素影響,試問下列何種因素對它的影響最小?
(A)不純物加入
(B)結晶溫度
(C)攪拌速度
(D)壓力。
34. 含相同總水含量的同一件毛衣在晴天及雨天時,將毛衣晾乾所失去之自由含水率比較,何者正確?
(A)晴天>雨天
(B)晴天<雨天
(C)晴天=雨天
(D)無法得知。
35. 下列選項中,何者具有相同因次,經單位轉換後可以進行相加?
(A)
+
(B)
+
(C)
+
(D)3W+5Btu。
36. 有關瀝取操作的敘述,下列何者
錯誤
?
(A)被萃取的固體顆粒愈大,萃取速率愈快
(B)攪拌速率愈快,萃取速率愈快
(C)選擇溶解度大、選擇性高的萃取劑
(D)大部分固體溶質的溶解度隨溫度上升而增加。
37. 在萃取操作中,溶劑對萃取效率影響甚鉅。在選擇溶劑時,下列何者為溶劑成為優良溶劑的條件之一?
(A)黏度超高
(B)容易回收
(C)揮發性高
(D)顏色顯目。
38. 有一上方為密閉且底部有一水平圓形排水管之水槽,如圖所示。若排水管之內徑為5cm,排水口低於水槽液面10m,水槽液面上方空氣之絕對壓力為2大氣壓,假設不計摩擦損失,且排水時儲水槽液面下降可忽略,求此時排水口排至大氣(1大氣壓)之水流平均流速約為多少m.s
-
1
?(水的密度為1g.cm
-
3
,1大氣壓=101325 Pa)
(A)20
(B)22
(C)24
(D)26。
39. 連續式精餾塔中,易揮發性成分濃度與塔內溫度分佈由塔頂至塔底之變化為何?
(A)濃度遞增,溫度遞減
(B)濃度溫度同時遞增
(C)濃度溫度同時遞減
(D)濃度遞減,溫度遞增。
40. 利用雙套管熱交換器以水蒸汽加熱冷油。若水蒸汽之入口和出口溫度均為T
s
,而冷油入口和出口溫度分別為T
1
及T
2
,則傳熱速率可由q=U‧A‧ΔT
lm
計算,其中ΔT
lm
為何?
(A)
(B)
(C)
(D)
。
41. 圖為5個水平截面為圓的開放式容器,各容器垂直高度相同,皆裝滿水放置於平台上。容器a、d、e為水平截面積均一的柱體,b、c為體積及形狀相同但互為倒置的錐狀柱體,且底面積大小關係為b>a=c=d>e,若忽略容器重量,則各容器作用於平台接觸面之平均壓力的關係,下列何者正確?(平均壓力=流體重力/容器與平台接觸面積)
(A)a至e皆相同
(B)b>c
(C)d>b
(D)e<a。
42. 在三效蒸發器操作過程中,若採用順向進料方式,則各效之溫度高低排序為何?
(A)第一效>第二效>第三效
(B)第三效>第二效>第一效
(C)第一效=第二效=第三效
(D)第二效>第一效>第三效。
43. 麩胺酸鈉俗稱味精或味素,在結晶過程,可依照顧客喜好,做成立方形狀顆粒或菱形針狀顆粒。結晶操作過程利用特定條件控制晶體外形,這種晶體成長的習性,稱為什麼?
(A)晶系
(B)晶殼
(C)晶析
(D)晶癖。
44. 一泵將水以0.5kg/s的質量流率輸送至較原地高4m的地方,已知泵效率為65%,若忽略管路的摩擦損失及流體的動能變化,則此泵的制動功率為多少W?(重力加速度為9.8m/s
2
)
(A)3.08
(B)12.74
(C)19.6
(D)30.15。
45. 精餾塔操作所選擇的回流比由小變大時,對設備費及操作費用的影響為何?
(A)設備費先增後減、操作費用增加
(B)設備費先減後增、操作費用增加
(C)設備費先增後減、操作費用減少
(D)設備費先減後增、操作費用減少。
46. 在20˚C時,氧氣溶於水中之亨利常數(Henry's constant)為4.01×10
4
atm/莫耳分率,求曝露於2atm,20˚C空氣中,水之飽和溶氧濃度約為多少mg/L?(已知空氣中含氧的莫耳分率為0.21,氧原子量16,氮原子量14,氫原子量1)
(A)6.4
(B)11.8
(C)18.7
(D)20.5。
47. 將具有相同質量和相同溫度(100g,80˚C)的鋁塊和銅塊,分別放入兩個各裝有100g、20˚C水的瓶子中。已知鋁塊的比熱大於銅塊的比熱,假設沒有熱量損失,當達到熱平衡後,鋁塊和銅塊的溫度關係,下列敘述何者正確?
(A)鋁塊溫度=銅塊溫度
(B)鋁塊溫度>銅塊溫度
(C)鋁塊溫度<銅塊溫度
(D)因不知熱傳導係數,故無法判斷。
48. 某液體以1m·s
-
1
的平均速度流經內徑為0.1m的水平圓管中,每公尺管長的壓力降為80Pa,若摩擦係數(Fanning friction factor)為0.005,則液體的密度為多少kg·m
-
3
?
(A)700
(B)800
(C)1000
(D)1200。
49. 酒精(比重=0.8、黏度=1.2cP)在一直徑6.0cm圓管中以4.0cm/s的流速流動,試問范寧摩擦係數(Fanning friction factor)為多少?
(A)0.01
(B)0.05
(C)0.1
(D)0.5。
50. 下列有關管式反應器之特性,何者正確?
【1】不適合反應速率大的氣相反應
【2】轉化率高
【3】設備費及維護費低
【4】適合連續式操作
【5】溫度控制容易,不易生成副產物
(A)【1】【2】【4】
(B)【1】【3】【5】
(C)【2】【3】【4】
(D)【2】【4】【5】。