武漢生物工程學(xué)院《化工原理實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《化工原理實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在化工分離過(guò)程中，膜分離的分離效率通常與膜的孔徑和膜的材質(zhì)有關(guān)。對(duì)于微濾膜，其分離的主要依據(jù)是？（）A.分子大小B.電荷性質(zhì)C.溶解度D.化學(xué)親和力2、在化工過(guò)程的控制系統(tǒng)中，需要選擇合適的控制變量和被控變量。對(duì)于一個(gè)具有多個(gè)輸入和輸出的復(fù)雜化工過(guò)程，以下哪個(gè)方法能夠更有效地確定控制變量和被控變量？（）A.經(jīng)驗(yàn)判斷B.靈敏度分析C.統(tǒng)計(jì)分析D.模擬計(jì)算3、化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。對(duì)于結(jié)晶過(guò)程的影響因素，以下說(shuō)法不正確的是（）A.溶液過(guò)飽和度是關(guān)鍵因素B.攪拌速度對(duì)結(jié)晶粒度有影響C.雜質(zhì)的存在總是不利于結(jié)晶D.冷卻速率會(huì)影響結(jié)晶形態(tài)4、在化工過(guò)程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要的手段之一。對(duì)于高溫廢氣的余熱回收，以下哪種換熱器較為適用？（）A.板式換熱器B.管殼式換熱器C.翅片管換熱器D.螺旋板式換熱器5、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過(guò)程中，以下哪種操作條件有利于得到大顆粒晶體？（）A.較高的過(guò)飽和度B.較低的過(guò)飽和度C.較快的降溫速度D.強(qiáng)烈的攪拌6、化工熱力學(xué)在化工過(guò)程的設(shè)計(jì)和分析中起著重要作用。對(duì)于一個(gè)理想氣體的絕熱膨脹過(guò)程，若溫度從300K下降到200K，其熵變是正值還是負(fù)值？（）A.正值B.負(fù)值C.零D.無(wú)法確定7、在化工分離過(guò)程中，超濾膜分離技術(shù)常用于分離大分子物質(zhì)。以下關(guān)于超濾膜的特點(diǎn)，哪種描述是不正確的？（）A.截留分子量固定B.操作壓力低C.分離精度高D.容易被污染8、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設(shè)備之一。若輸送的液體粘度增大，離心泵的揚(yáng)程和流量會(huì)如何變化？（）A.揚(yáng)程增大，流量增大B.揚(yáng)程增大，流量減小C.揚(yáng)程減小，流量增大D.揚(yáng)程減小，流量減小9、在化工傳熱過(guò)程中，保溫層的作用不可忽視。以下關(guān)于保溫層的選擇和計(jì)算，不正確的是（）A.要考慮保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)B.保溫層越厚越好C.要計(jì)算保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度D.考慮環(huán)境溫度對(duì)保溫效果的影響10、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對(duì)于光滑管內(nèi)的湍流流動(dòng)，以下哪個(gè)公式常用于計(jì)算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式11、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(shí)，安托尼方程是常用的經(jīng)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測(cè)定B.理論推導(dǎo)C.經(jīng)驗(yàn)估算D.數(shù)據(jù)擬合12、在化學(xué)工程中，對(duì)于均相混合物的分離，以下哪種方法通常基于各組分沸點(diǎn)的差異？（）A.萃取B.蒸餾C.結(jié)晶D.吸附13、對(duì)于化工工藝流程的設(shè)計(jì)，以下關(guān)于工藝流程優(yōu)化的目標(biāo)，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.工藝流程優(yōu)化的目標(biāo)是在滿足產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量要求的前提下，最大限度地降低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益B.工藝流程優(yōu)化只需要考慮技術(shù)上的可行性，不需要考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素C.工藝流程優(yōu)化的重點(diǎn)是增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以提高產(chǎn)品的附加值D.工藝流程優(yōu)化主要是為了滿足環(huán)保要求，對(duì)生產(chǎn)效率和成本的影響可以忽略14、化工過(guò)程中的膜分離技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于反滲透膜分離過(guò)程，若要提高水的透過(guò)率，以下哪種方法可行？（）A.增加膜兩側(cè)的壓力差B.降低膜兩側(cè)的壓力差C.提高進(jìn)料溶液的濃度D.降低進(jìn)料溶液的溫度15、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)物料進(jìn)行混合。對(duì)于高粘度物料的混合，以下哪種攪拌器的混合效果通常更好？（）A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.錨式攪拌器D.螺帶式攪拌器二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）化學(xué)反應(yīng)的選擇性對(duì)于提高原料利用率和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要。請(qǐng)解釋選擇性的概念，并討論在化工生產(chǎn)中如何提高反應(yīng)的選擇性。2、（本題5分）在化工設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行物料衡算和能量衡算，請(qǐng)分別說(shuō)明物料衡算和能量衡算的基本原理和步驟，并舉例說(shuō)明它們?cè)诨み^(guò)程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述在化工反應(yīng)工程中，如何進(jìn)行反應(yīng)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性分析和采取相應(yīng)的控制措施。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在化工生產(chǎn)的蒸發(fā)結(jié)晶聯(lián)合操作中，工藝參數(shù)的優(yōu)化和控制方法。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)級(jí)數(shù)為2，初始濃度為2mol/L，反應(yīng)2小時(shí)后濃度變?yōu)?mol/L，求反應(yīng)速率常數(shù)。2、（本題5分）一個(gè)板式換熱器用于冷卻高溫液體，熱流體進(jìn)口溫度為180°C，出口溫度為100°C，流量為3000kg/h，比熱容為2.2kJ/(kg·K)；冷流體進(jìn)口溫度為20°C，出口溫度為60°C，流量為4000kg/h，比熱容為4.0kJ/(kg·K)。求換熱器的傳熱面積和總傳熱系數(shù)。3、（本題5分）某化工廠生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行反應(yīng)2A+B→4C，反應(yīng)速率方程為r=k*C_A^2*C_B，其中反應(yīng)速率常數(shù)k=5m3/(kmol·s)。初始時(shí)，反應(yīng)物A的濃度為5kmol/m3，反應(yīng)物B的濃度為3kmol/m3，反應(yīng)在一個(gè)體積為25m3的反應(yīng)器中進(jìn)行，經(jīng)過(guò)6小時(shí)，求產(chǎn)物C的生成量。4、（本題5分）有一反應(yīng)釜進(jìn)行二級(jí)不可逆反應(yīng)A→3B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.4L/(mol·s)，初始濃度為4mol/L，反應(yīng)進(jìn)行5s后，求反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率。5、（本題5分）在一個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2A+3B→4C，反應(yīng)熱為-150kJ/mol，進(jìn)料中A、B的摩爾比為2:3，入口溫度為450K，比熱容分別為CpA=90J/(mol·K)，CpB=110J/(mol·K)，CpC=130J/(mol·K)。假設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化率為70%，計(jì)算出口溫度。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)釜在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，需要防止物料粘壁。請(qǐng)分析原因并提出解決方法。