信陽師范大學(xué)《化工原理實驗》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《化工原理實驗》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在化工過程的優(yōu)化設(shè)計中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對于一個投資較大但運(yùn)行成本較低的工藝方案，以下關(guān)于其經(jīng)濟(jì)性的評價，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟(jì)可行的B.一定是不經(jīng)濟(jì)的C.需要通過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析來確定D.僅根據(jù)投資和運(yùn)行成本無法判斷2、在化工過程的傳熱強(qiáng)化中，以下哪種方法不是通過增加傳熱面積來實現(xiàn)的？（）A.使用翅片管B.采用波紋管C.提高流體流速D.安裝螺旋隔板3、化工中的攪拌釜傳熱過程需要強(qiáng)化。對于提高攪拌釜的傳熱系數(shù)，以下哪個措施最為有效？（）A.增加攪拌槳的數(shù)量B.改變攪拌槳的類型C.在釜內(nèi)安裝內(nèi)盤管D.提高攪拌轉(zhuǎn)速4、在化工流體輸送過程中，需要考慮管道阻力的影響。當(dāng)輸送高粘度液體時，以下哪種管道材質(zhì)和內(nèi)徑的組合能夠最大程度地減小阻力損失？（）A.不銹鋼管道，內(nèi)徑較大B.塑料管道，內(nèi)徑較小C.玻璃管道，內(nèi)徑適中D.鑄鐵管道，內(nèi)徑較大5、在化工過程的優(yōu)化中，數(shù)學(xué)模型的建立是重要的一步。以下關(guān)于數(shù)學(xué)模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預(yù)測過程性能B.指導(dǎo)實驗研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過程的敏感性6、化工設(shè)備的設(shè)計需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重7、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究溫度對反應(yīng)速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當(dāng)活化能增大時，以下關(guān)于溫度對反應(yīng)速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度8、關(guān)于化工過程中的萃取精餾，以下哪種情況適合采用該方法進(jìn)行分離？（）A.兩組分沸點接近且相對揮發(fā)度小B.兩組分沸點差異大且相對揮發(fā)度大C.混合物中各組分揮發(fā)性都很強(qiáng)D.混合物中各組分揮發(fā)性都很弱9、在化工設(shè)備的設(shè)計中，對于承受內(nèi)壓的薄壁容器，以下哪個參數(shù)是確定容器壁厚的關(guān)鍵因素？（）A.工作壓力B.容器直徑C.材料的許用應(yīng)力D.以上因素都很關(guān)鍵10、在化工單元操作中，吸收過程常用于分離氣體混合物。當(dāng)吸收劑用量增加時，以下關(guān)于吸收效果的變化，哪種說法是正確的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不變C.吸收率可能增加也可能不變D.吸收率一定減小11、在化工生產(chǎn)中，催化劑的選擇和使用對反應(yīng)過程有著重要影響。對于一個可逆反應(yīng)，以下哪種類型的催化劑能夠同時提高正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率？（）A.正催化劑B.負(fù)催化劑C.選擇性催化劑D.以上催化劑類型都可以12、化工過程中的傳熱問題至關(guān)重要。在一個列管式換熱器中，用熱水加熱冷水，若要提高傳熱效率，以下哪種措施是不合適的？（）A.增加換熱管的數(shù)量B.提高熱水的流速C.減小換熱管的管徑D.降低冷水的流速13、在化工熱力學(xué)中，研究純物質(zhì)的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系時，安托尼方程是常用的經(jīng)驗公式。以下關(guān)于安托尼方程參數(shù)的獲取方法，不正確的是：（）A.實驗測定B.理論推導(dǎo)C.經(jīng)驗估算D.數(shù)據(jù)擬合14、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15、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細(xì)小晶體D.提高結(jié)晶收率16、在化工生產(chǎn)中的干燥過程，以下關(guān)于濕物料中水分的分類，哪種說法是正確的？（）A.結(jié)合水比非結(jié)合水更難去除B.自由水比結(jié)合水更容易去除C.平衡水分可以通過干燥完全去除D.以上說法都不正確17、在化工過程的經(jīng)濟(jì)評價中，凈現(xiàn)值（NPV）是常用的指標(biāo)之一。當(dāng)NPV大于零時，意味著什么？（）A.項目在經(jīng)濟(jì)上不可行B.項目的收益小于成本C.項目在經(jīng)濟(jì)上可行D.項目的收益等于成本18、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究反應(yīng)級數(shù)的確定方法時，以下關(guān)于初始速率法的特點，不正確的是：（）A.只需要測量反應(yīng)初始階段的速率B.可以消除產(chǎn)物的影響C.適用于復(fù)雜反應(yīng)D.實驗操作簡單19、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。以下關(guān)于膜分離過程的特點，哪種描述是不正確的？（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.適用范圍廣D.膜的成本低且易于維護(hù)20、在化工中的吸附分離過程，關(guān)于吸附劑的選擇和再生方法，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.吸附劑應(yīng)具有較大的比表面積、良好的選擇性和吸附容量，常見的吸附劑有活性炭、分子篩等。吸附劑的再生方法包括加熱再生、降壓再生和置換再生等B.吸附劑的選擇只考慮其吸附容量，其他性能不重要C.吸附劑的再生過程復(fù)雜，成本高，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免吸附劑的再生D.所有的吸附劑都可以采用同一種再生方法，且再生效果相同21、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，需要考慮熱穩(wěn)定性問題。以下關(guān)于熱穩(wěn)定性的分析方法和影響因素，不正確的是（）A.可以通過絕熱操作線分析B.與反應(yīng)的放熱量和傳熱速率有關(guān)C.反應(yīng)物濃度對熱穩(wěn)定性沒有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性22、在化工傳熱設(shè)備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內(nèi)部的工作液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)，在冷凝段冷凝，其傳熱過程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.相變傳熱23、在化工流體流動的研究中，對于粘性流體在圓形管道中的流動，當(dāng)雷諾數(shù)小于2000時，流體的流動狀態(tài)通常為層流。若管道直徑增加一倍，而流量保持不變，此時雷諾數(shù)會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/424、在化工過程的節(jié)能分析中，夾點技術(shù)是一種有效的方法。對于一個具有多個熱流和冷流的系統(tǒng)，以下關(guān)于夾點位置的確定，正確的是：（）A.夾點位于熱流和冷流溫差最小處B.夾點位于熱流和冷流溫差最大處C.夾點的位置與熱流和冷流的溫差無關(guān)D.無法確定夾點的位置25、在化工干燥操作中，濕物料中的水分通?？梢苑譃榻Y(jié)合水和非結(jié)合水。以下關(guān)于這兩種水分的特性，哪項說法是不準(zhǔn)確的？（）A.結(jié)合水的蒸汽壓低于同溫度下純水的蒸汽壓B.非結(jié)合水的干燥較結(jié)合水容易C.結(jié)合水與物料的結(jié)合力較強(qiáng)D.非結(jié)合水的含量與物料的性質(zhì)無關(guān)26、在化工生產(chǎn)中的攪拌釜中，以下哪種攪拌槳葉形式適用于高粘度流體的攪拌？（）A.螺旋槳式B.渦輪式C.錨式D.槳式27、化工中的膜分離過程存在濃差極化現(xiàn)象。對于一個膜分離系統(tǒng)，以下哪個操作條件的改變能夠有效地減輕濃差極化？（）A.提高進(jìn)料流速B.降低操作壓力C.升高操作溫度D.減小膜面積28、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進(jìn)行共沸蒸餾時，以下哪種共沸劑的選擇原則最為關(guān)鍵？（）A.共沸劑與原混合物的沸點差B.共沸劑的毒性和安全性C.共沸劑與原混合物的互溶性D.共沸劑的價格和易得性29、化工中的吸附過程存在吸附平衡。對于一個給定的吸附體系，以下哪個因素對吸附平衡的影響最大？（）A.溫度B.壓力C.吸附劑的比表面積D.吸附質(zhì)的濃度30、化工過程中的分離操作廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)。對于萃取分離過程，以下關(guān)于萃取劑選擇的原則，不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢.對溶質(zhì)有高的溶解度B.與原溶劑不互溶C.萃取劑價格越低越好，無需考慮其他因素D.易于回收和再生二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個間歇反應(yīng)釜中進(jìn)行自催化反應(yīng)A+B→2B，反應(yīng)速率方程為-r=kC?C?，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，C?為A的濃度，C?為B的濃度。初始時A和B的濃度分別為1mol/L和0.5mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)為0.8L/(mol·h)，反應(yīng)時間為4h，計算反應(yīng)結(jié)束時A和B的濃度。2、（本題5分）在一個固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)為2A+3B→4C，反應(yīng)速率方程為r=kC_A2C_B3，其中k=0.15mol3/(L3·s)。進(jìn)料中A、B的濃度分別為1.8mol/L和2.5mol/L，氣體流速為5L/s，反應(yīng)器體積為50L，計算出口處各組分的濃度。3、（本題5分）在一個換熱器中，用溫度為120°C的熱水將流量為2kg/s的某種液體從20°C加熱到80°C。已知液體的比熱容為2500J/(kg·K)，熱水的出口溫度為70°C，求熱水的流量。4、（本題5分）某化工廠有一個換熱器，用蒸汽將熱油從80℃加熱到120℃。蒸汽進(jìn)口溫度為160℃，出口溫度為120℃，熱油流量為4000kg/h，蒸汽流量為500kg/h，熱油和蒸汽的比熱容分別為2.5kJ/(kg·K)和2.1kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱效率。5、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式串聯(lián)反應(yīng)器中，進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.3h^-1，第一個反應(yīng)器體積為10L，第二個反應(yīng)器體積為20L，進(jìn)料中A的濃度為5mol/L，進(jìn)料流量為10L/h，計算第二個反應(yīng)器出口處A和B的濃度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在化工分離過程的新型萃取技術(shù)中，如雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取等，如何利用其特殊的相平衡和傳質(zhì)特性實現(xiàn)高效分離。2、（本題5分）結(jié)合化工工藝的創(chuàng)新需求，深入探討實驗室研究成果向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的過程和關(guān)鍵技術(shù)，包括中試放大、工藝優(yōu)化、設(shè)備選型等方面。3、（本題5分）請深入闡述化工過程中的多相流現(xiàn)象，包括氣液、液液、氣固等多相體系的流動特性、相間傳質(zhì)和反應(yīng)，以及在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在化工分離過程中，磁分離技術(shù)在廢水處理和礦物加工等領(lǐng)域