中國科學院大學《化工原理A（2）》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國科學院大學《化工原理A（2）》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、在化工反應工程中，研究反應的熱效應對于設計反應器和控制反應過程非常重要。對于一個強放熱反應，以下哪種措施能夠有效地控制反應溫度？（）A.采用夾套冷卻B.通入惰性氣體C.分段進料D.以上都是2、在化工熱力學中，研究混合氣體的性質時，道爾頓分壓定律和阿馬格分體積定律具有重要意義。對于一個由兩種理想氣體組成的混合氣體，以下關于分壓和分體積的說法，正確的是：（）A.分壓之和等于總壓，分體積之和等于總體積B.分壓之和大于總壓，分體積之和大于總體積C.分壓之和小于總壓，分體積之和小于總體積D.分壓與分體積之間沒有確定的關系3、化工設備的設計需要考慮多種載荷，如風載、地震載等。對于高聳的塔設備，以下哪種載荷通常是設計的控制因素？（）A.風載B.地震載C.內壓D.自重4、化學反應工程中，對于一個氣液反應，若反應主要在液相中進行，提高反應速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應物濃度B.增大液相反應物濃度C.提高反應溫度D.增大氣液接觸面積5、化學反應的速率常數不僅與溫度有關，還與反應物的濃度有關。對于一個一級反應，當反應物濃度增加一倍時，速率常數會？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍6、在化工過程模擬中，常用的軟件可以幫助優(yōu)化工藝參數。以下關于化工過程模擬軟件的功能和應用，不準確的是（）A.可以預測產品質量B.不能進行成本估算C.能夠優(yōu)化操作條件D.輔助設計工藝流程7、在化學反應動力學研究中，對于一個一級反應，其反應速率常數與反應物濃度的關系是怎樣的？反應半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應速率常數與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關B.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度成正比C.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度無關D.反應速率常數與濃度成反比，半衰期與初始濃度成反比8、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.增加換熱器的數量9、對于化工過程中的結晶器類型，以下哪種結晶器適用于大規(guī)模連續(xù)生產？（）A.攪拌釜式結晶器B.奧斯陸結晶器C.流化床結晶器D.蒸發(fā)結晶器10、化工生產中的過濾操作，過濾介質的選擇對過濾效果有重要影響。以下關于過濾介質的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質的選擇不考慮價格D.要適應過濾物料的性質11、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.吸附質的濃度12、在化工熱力學中，對于一個絕熱可逆膨脹過程，系統(tǒng)的溫度和壓力會如何變化？（）A.溫度降低，壓力降低B.溫度升高，壓力升高C.溫度不變，壓力降低D.溫度降低，壓力不變13、在化學反應工程中，對于一個可逆放熱反應，隨著反應的進行，溫度升高會導致平衡常數如何變化？同時，對反應速率又會產生怎樣的影響？（）A.平衡常數增大，反應速率加快B.平衡常數減小，反應速率加快C.平衡常數減小，反應速率減慢D.平衡常數增大，反應速率減慢14、在化工反應過程中，催化劑的中毒會嚴重影響反應性能。對于一個容易中毒的催化劑，以下哪種措施能夠有效地預防催化劑中毒？（）A.對原料進行預處理B.控制反應溫度和壓力C.定期對催化劑進行再生D.以上都是15、在化工過程的優(yōu)化設計中，需要綜合考慮經濟和技術因素。以下哪項不是經濟因素的主要考慮內容？（）A.設備投資成本B.原材料價格C.反應動力學參數D.產品市場價格二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述在化工過程的干燥過程中的熱質傳遞模型中，如何建立數學模型描述干燥過程中的熱量和質量傳遞規(guī)律，預測干燥時間和產品質量。2、（本題5分）解釋在化工熱力學的研究中，如何利用相圖來分析和理解物質的相變過程和相平衡關系。3、（本題5分）闡述在化學反應工程中，如何通過反應動力學的研究來優(yōu)化化學反應的條件以提高反應的選擇性和轉化率，并舉例說明。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某吸收塔用純溶劑吸收混合氣中的溶質A，進口混合氣中A的摩爾分數為0.1，出口混合氣中A的摩爾分數要求降低到0.02，平衡關系為y=2x，氣液比為2。求所需的傳質單元數。2、（本題5分）某理想氣體經歷一個等熵過程，從初始狀態(tài)（壓力1.5MPa，溫度500K）變化到終態(tài)（壓力0.8MPa），計算終態(tài)溫度和氣體體積變化率。3、（本題5分）在一個多級萃取過程中，含溶質A的料液流量為120kg/h，溶質A的初始濃度為0.2kg/kg，萃取劑流量為90kg/h，平衡關系為y=0.7x，求經過4級萃取后萃余相中溶質A的濃度。4、（本題5分）某化工廠進行裂解反應，原料為正丁烷，反應溫度為750℃，壓力為0.5MPa，反應產物包括乙烯、丙烯、丁二烯等。已知反應的動力學方程和熱力學參數，計算正丁烷的轉化率和產物的選擇性。5、（本題5分）某吸收塔用純溶劑吸收混合氣中的溶質，進塔氣體中溶質的摩爾分數為0.05，吸收率為90%，相平衡關系為y=0.8x，求最小液氣比和實際液氣比為1.5倍最小液氣比時的傳質單元高度。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個化工項目在運營過程中，需要進行設備維護和管理，以確保設備的正常運行。請分析設備維護和管理的重要性及方法。2、（本