青海農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院《化工原理Ⅰ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)青海農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院

《化工原理Ⅰ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR），以下關(guān)于其停留時(shí)間分布的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.停留時(shí)間分布較寬B.存在返混C.停留時(shí)間均一D.適用于慢反應(yīng)2、在化工流體力學(xué)中，對(duì)于流體在管道中的流動(dòng)阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)雷諾數(shù)在2000到4000之間時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過(guò)渡流D.不確定3、在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)物料進(jìn)行干燥處理。對(duì)于一種濕物料，若采用熱風(fēng)干燥，風(fēng)的溫度越高，物料的干燥速率一定越快嗎？（）A.一定B.不一定C.取決于物料的性質(zhì)D.取決于干燥設(shè)備的類型4、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于復(fù)雜反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)分析，以下方法不正確的是（）A.簡(jiǎn)化假設(shè)B.實(shí)驗(yàn)測(cè)定C.忽略次要反應(yīng)D.主觀猜測(cè)5、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱時(shí)，以下關(guān)于努塞爾數(shù)（Nu）的影響因素，不正確的是：（）A.流體的導(dǎo)熱系數(shù)B.管道的長(zhǎng)度C.流體的流速D.流體的物性參數(shù)6、在化工傳熱過(guò)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(zhǎng)度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量7、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的選擇非常重要。對(duì)于一個(gè)以最小化生產(chǎn)成本為目標(biāo)的化工過(guò)程，以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)成，不正確的是：（）A.原材料成本B.設(shè)備折舊成本C.產(chǎn)品銷售收入D.人工成本8、化工中的膜分離過(guò)程在廢水處理中有廣泛應(yīng)用。對(duì)于含有高濃度有機(jī)物的廢水，以下哪種膜分離技術(shù)的處理效果更好？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透9、化工中的精餾操作可以通過(guò)改變操作條件來(lái)提高分離效果。當(dāng)塔頂產(chǎn)品的純度要求較高時(shí)，以下哪個(gè)操作條件的調(diào)整最為有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜溫度C.增加塔頂采出量D.降低塔壓10、化學(xué)反應(yīng)的選擇性對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和原料利用率非常重要。以下關(guān)于提高化學(xué)反應(yīng)選擇性的方法，不正確的是（）A.選擇合適的催化劑B.控制反應(yīng)條件C.隨意改變反應(yīng)物比例D.優(yōu)化反應(yīng)路徑11、關(guān)于化工過(guò)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(diǎn)接近且相對(duì)揮發(fā)度小B.兩組分沸點(diǎn)差異大且相對(duì)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12、對(duì)于化工中的傳熱設(shè)備，以下關(guān)于換熱器的強(qiáng)化傳熱方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.換熱器的強(qiáng)化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數(shù)可以通過(guò)增加流體的流速、改變流動(dòng)狀態(tài)等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強(qiáng)化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會(huì)增加阻力損失，因此不應(yīng)采用這種方法來(lái)強(qiáng)化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強(qiáng)化傳熱13、在化工精餾操作中，要實(shí)現(xiàn)混合物的有效分離，需要合理控制操作參數(shù)。以下哪個(gè)操作參數(shù)的改變對(duì)塔頂產(chǎn)品純度的影響最為直接？（）A.回流比B.進(jìn)料位置C.塔釜加熱量D.塔頂采出量14、在化工反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程對(duì)于優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程非常重要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的多步反應(yīng)，以下哪種實(shí)驗(yàn)方法能夠更準(zhǔn)確地確定動(dòng)力學(xué)方程？（）A.間歇實(shí)驗(yàn)B.連續(xù)實(shí)驗(yàn)C.半連續(xù)實(shí)驗(yàn)D.以上方法結(jié)合15、在化工分離過(guò)程中，結(jié)晶是一種常用的分離方法。對(duì)于一個(gè)溶液結(jié)晶過(guò)程，以下關(guān)于影響晶體生長(zhǎng)速度的因素，不正確的是：（）A.溶液的過(guò)飽和度B.攪拌速度C.晶體的粒度D.溶液的溫度二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，討論反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法，包括間歇法、連續(xù)法和脈沖法等，并分析如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以獲得準(zhǔn)確的反應(yīng)速率表達(dá)式。2、（本題5分）分析在化工過(guò)程的吸收塔設(shè)計(jì)中，塔徑和塔高的計(jì)算方法和影響因素。3、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，超額性質(zhì)是描述混合物與理想混合物偏差的重要概念。請(qǐng)解釋超額性質(zhì)的定義和物理意義，并說(shuō)明如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量或理論計(jì)算獲取超額性質(zhì)。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中，將15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的某溶液濃縮至45%，進(jìn)料量為900kg/h，蒸發(fā)室的壓力為15kPa（絕壓），對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度為55°C，溶液的比熱容為3.2kJ/(kg·K)，加熱蒸汽的溫度為125°C，冷凝潛熱為2150kJ/kg，求加熱蒸汽的消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。假設(shè)傳熱系數(shù)為900W/(m2·K)。2、（本題5分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)釜進(jìn)行復(fù)合反應(yīng)A→B→C，其中A→B的反應(yīng)速率常數(shù)為0.2h^(-1)，B→C的反應(yīng)速率常數(shù)為0.1h^(-1)。初始時(shí)刻A的濃度為5mol/L，反應(yīng)時(shí)間為8h。計(jì)算B和C的濃度。3、（本題5分）在一個(gè)固定床反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，床層空隙率為0.4，氣體通過(guò)床層的表觀流速為1m/s，求氣體在床層中的真實(shí)流速。4、（本題5分）某燃燒爐以天然氣為燃料，天然氣組成（體積分?jǐn)?shù)）為甲烷90%，乙烷5%，丙烷5%。已知甲烷、乙烷、丙烷的燃燒熱分別為890kJ/mol、1560kJ/mol、2220kJ/mol，求天然氣的熱值。5、（本題5分）一個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2A+B→3C。進(jìn)料中A、B的摩爾比為2:1，總進(jìn)料流量為5mol/s，入口溫度為500K。反應(yīng)熱為-200kJ/mol，比熱容為100J/(mol·K)。假設(shè)反應(yīng)速率方程為r=k*C_A^2*C_B，其中k=10L^2/(mol^2·s)，C_A和C_B分別為A和B的濃度。計(jì)算出口溫度和各組分的濃度。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一家橡膠生產(chǎn)企業(yè)需要提高橡膠的耐寒性。請(qǐng)分析從化學(xué)工程角度可以采取哪些方