南京工業(yè)大學《化工過程分析與合成》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁南京工業(yè)大學

《化工過程分析與合成》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、化學反應(yīng)工程中，對于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴散影響，以下描述不正確的是（）A.會降低反應(yīng)速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)2、在化工生產(chǎn)中的液液萃取過程中，以下哪種因素對萃取效果的影響相對較?。浚ǎ〢.兩相的接觸時間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設(shè)備的類型3、在化工過程的能量分析中，熵增原理是一個重要的概念。以下關(guān)于熵增原理在化工過程中的應(yīng)用，哪項表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過程的可行性B.絕熱不可逆過程的熵增大于零C.熵增越大，過程的能量利用效率越高D.可逆過程的熵增為零4、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量5、在化工安全事故的預(yù)防和處理中，應(yīng)急預(yù)案起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于化工應(yīng)急預(yù)案的制定和實施，不正確的是（）A.要定期進行演練B.可以不考慮實際情況，照搬其他企業(yè)的預(yù)案C.要明確應(yīng)急組織機構(gòu)和職責D.對應(yīng)急資源進行合理配置6、在化工膜分離過程中，膜的性能對分離效果有著重要影響。以下關(guān)于膜性能的描述，哪項不是關(guān)鍵指標？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機械強度D.膜的顏色7、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離沸點相近的混合物。以下關(guān)于萃取劑的選擇原則，哪種說法是不準確的？（）A.對溶質(zhì)有高的溶解度B.與原溶劑不互溶C.易于回收D.價格越便宜越好8、在化工分離過程中，精餾操作是常用的方法之一。當混合物中各組分的相對揮發(fā)度接近時，以下哪種措施可以提高分離效果？（）A.增加塔板數(shù)B.提高回流比C.降低操作壓力D.改變進料位置9、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結(jié)合可以提高控制效果。以下關(guān)于前饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動進行控制B.能夠完全消除擾動的影響C.對測量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用10、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關(guān)于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關(guān)C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失11、在化工過程的優(yōu)化中，靈敏度分析可以幫助確定關(guān)鍵參數(shù)。對于一個化工過程模型，以下關(guān)于靈敏度分析的作用，不正確的是：（）A.評估參數(shù)變化對結(jié)果的影響程度B.確定最優(yōu)操作條件C.簡化模型D.驗證模型的準確性12、在化學反應(yīng)器的設(shè)計中，若要實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性，對于一個放熱反應(yīng)，以下哪種操作方式可能是合適的？（）A.絕熱操作B.等溫操作C.變溫操作D.以上操作方式效果相同13、化工中的吸附分離過程常用于氣體和液體的凈化。對于一種具有較大吸附容量的吸附劑，以下哪個因素對吸附劑的再生效率影響最大？（）A.再生溫度B.再生壓力C.再生氣體的流速D.再生時間14、在化工過程的物料輸送中，壓縮氣體的功耗與氣體的壓縮比有關(guān)。以下哪種壓縮過程的功耗最小？（）A.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮15、在化學反應(yīng)動力學中，對于一個自催化反應(yīng)，反應(yīng)初期和后期的反應(yīng)速率變化趨勢是怎樣的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持較快D.一直保持較慢二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述在化工過程的膜分離技術(shù)中，如何進行膜組件的清洗和消毒以保證膜的性能和衛(wèi)生要求。2、（本題5分）結(jié)合現(xiàn)代制藥工業(yè)的需求，深入探討化學工程在藥物合成與制劑中的應(yīng)用，包括反應(yīng)工藝優(yōu)化、分離純化技術(shù)、藥物傳遞系統(tǒng)等方面。3、（本題5分）化工原理中的蒸餾操作是重要的分離方法，請詳細說明簡單蒸餾、平衡蒸餾和精餾的區(qū)別和聯(lián)系，并分析它們在不同工況下的應(yīng)用。4、（本題5分）化工過程中的結(jié)晶器設(shè)計需要考慮多個因素，請詳細說明結(jié)晶器的類型（如冷卻結(jié)晶器、蒸發(fā)結(jié)晶器等）和設(shè)計要點，包括晶體粒度分布的控制和攪拌的作用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個間歇釜式反應(yīng)器中進行二級不可逆反應(yīng)A→2B，反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)。初始時刻A的濃度為4mol/L，反應(yīng)時間為5h。計算此時A的轉(zhuǎn)化率。2、（本題5分）某化工廠采用萃取精餾分離丙酮和甲醇的混合物，進料中丙酮的摩爾分數(shù)為0.6，甲醇的摩爾分數(shù)為0.4，萃取劑為乙二醇，進料流量為800kmol/h，計算所需的萃取劑流量和理論塔板數(shù)。3、（本題5分）在一個管式反應(yīng)器中進行二級不可逆反應(yīng)2A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.1L/(mol·s)，進料中A的濃度為2mol/L，體積流量為5L/s，反應(yīng)器管長為10m，管徑為0.05m。計算出口處A的濃度。4、（本題5分）在一個換熱器中，用溫度為100°C的飽和水蒸氣將流量為2000kg/h的某種液體從20°C加熱到80°C。已知液體的比熱容為2.5kJ/(kg·K)，水蒸氣的冷凝潛熱為2257kJ/kg，求所需的水蒸氣質(zhì)量流量。5、（本題5分）一個板式換熱器用于冷卻熱流體，熱流體進口溫度為200℃，出口溫度為100℃，流量為2000kg/h，比熱容為2.0kJ/(kg·℃)。冷流體進口溫度為20℃，出口溫度為60℃，流量為3000kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·℃)。計算換熱器的對數(shù)平均溫差和換熱面積。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工廠在進行工藝優(yōu)化時，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的工藝對設(shè)備的要求提高，現(xiàn)有設(shè)備無法滿足。請分析設(shè)備無法滿足工藝要求的原因，并提出設(shè)備更新或改造的建議。2、（本題10分）一家化工企業(yè)在進行生產(chǎn)過程優(yōu)化時，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化方案在實際實施過程中遇到了