濰坊科技學院《化工過程開發(fā)與試驗設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《化工過程開發(fā)與試驗設計》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、在化工熱力學中，對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，以下關于其溫度和壓力變化的描述，正確的是：（）A.溫度升高，壓力降低B.溫度降低，壓力升高C.溫度和壓力均不變D.溫度降低，壓力降低2、在化工干燥操作中，濕物料中的水分通常可以分為結合水和非結合水。以下關于這兩種水分的特性，哪項說法是不準確的？（）A.結合水的蒸汽壓低于同溫度下純水的蒸汽壓B.非結合水的干燥較結合水容易C.結合水與物料的結合力較強D.非結合水的含量與物料的性質無關3、化工中的膜分離技術在許多領域得到了廣泛應用。對于分離小分子和大分子混合物，以下哪種膜材料和膜結構的組合最為合適？（）A.陶瓷膜，對稱結構B.聚合物膜，不對稱結構C.金屬膜，多孔結構D.無機膜，復合結構4、關于化工生產(chǎn)中的結晶過程，以下哪種因素對晶體的生長速度影響最??？（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.溶質的分子量D.冷卻速度5、在化工過程的經(jīng)濟評價中，凈現(xiàn)值（NPV）是常用的指標之一。當NPV大于零時，意味著什么？（）A.項目在經(jīng)濟上不可行B.項目的收益小于成本C.項目在經(jīng)濟上可行D.項目的收益等于成本6、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7、在化學反應工程中，以下哪種類型的反應對反應物濃度的變化最為敏感？（）A.零級反應B.一級反應C.二級反應D.三級反應8、在化工生產(chǎn)中的流化床燃燒爐中，以下哪種因素不是影響燃燒效率的關鍵因素？（）A.燃料顆粒大小B.流化速度C.空氣過剩系數(shù)D.爐膛壓力9、關于化工過程中的干燥速率曲線，以下哪個階段的干燥速率基本不變？（）A.預熱階段B.恒速干燥階段C.降速干燥階段D.以上階段均有可能10、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離混合物。當選擇萃取劑時，以下哪個因素不是關鍵的考慮因素？（）A.對溶質的溶解能力B.與原溶劑的互溶性C.萃取劑的價格D.萃取劑的揮發(fā)性11、在化工設備的選材中，以下哪種材料通常用于高溫高壓且有腐蝕性介質的工況？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鈦合金D.銅合金12、化工中的流化床反應器具有良好的傳熱和傳質性能。對于流化床反應器的特點和應用，以下說法不正確的是（）A.適用于氣固相反應B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對催化劑要求不高13、在化工反應的催化劑中毒現(xiàn)象中，以下哪種物質通常不是導致催化劑中毒的常見因素？（）A.重金屬離子B.惰性氣體C.硫化物D.鹵素化合物14、化工熱力學中，對于混合熱不為零的混合物，其超額性質通常如何定義？（）A.實際混合物性質與理想混合物性質之差B.實際混合物性質與純組分性質之和C.實際混合物性質與純組分性質之差D.實際混合物性質與理想溶液性質之差15、在化工蒸發(fā)過程中，提高蒸發(fā)器的真空度會對蒸發(fā)操作產(chǎn)生哪些影響？（）A.降低溶液的沸點，提高蒸發(fā)速率B.增加溶液的沸點，降低蒸發(fā)速率C.對蒸發(fā)速率沒有影響D.導致溶液結晶二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在化工分離過程中，雙水相萃取技術在生物分離和純化方面具有一定的應用，請闡述雙水相萃取的原理和特點，包括形成雙水相的體系和影響分配系數(shù)的因素，并分析其優(yōu)勢和局限性。2、（本題5分）化學反應工程中，討論反應系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自催化反應的特點，分析影響反應系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，并說明如何避免不穩(wěn)定情況的發(fā)生。3、（本題5分）分析在微波輔助化學過程中，如何利用微波的特性來加速化學反應、提高反應效率和選擇性，以及其在化工領域的應用前景。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個換熱器中，熱流體進口溫度為300°C，出口溫度為200°C，流量為8kg/s，比熱容為1.5kJ/(kg·K)。冷流體進口溫度為50°C，出口溫度為150°C，流量為12kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積（假設總傳熱系數(shù)為1200W/(m2·K)）。2、（本題5分）一個列管式換熱器，用30℃的冷水將70℃的熱流體冷卻到40℃，熱流體的流量為1500kg/h，比熱容為2.0kJ/(kg·℃)，冷水的流量為2000kg/h，比熱容為4.0kJ/(kg·℃)。假設總傳熱系數(shù)為900W/(m2·℃)，換熱面積為10m2。計算冷流體的出口溫度。3、（本題5分）某反應釜中進行一個可逆吸熱反應，平衡常數(shù)與溫度的關系為K=exp(1500/T)，反應速率方程為r=k(C_A-C_B/K)，其中k=0.8L/(mol·s)，初始濃度C_A0=3mol/L，C_B0=1mol/L。在等溫條件下操作，求達到60%轉化率所需的時間。4、（本題5分）在一個結晶器中，將含有溶質A的溶液進行冷卻結晶。初始溶液中A的濃度為60g/L，溶解度隨溫度的變化關系為C=120-0.6T（g/L，T為溫度，單位為°C）。冷卻過程從70°C降至25°C，計算結晶出的溶質A的質量。5、（本題5分）某化工廠需要設計一個儲罐來儲存一種液體化工原料，該液體的密度為800kg/m^3，儲罐的設計壓力為0.2MPa，設計溫度為50°C。每天的進料量為50m^3，要求儲罐能夠儲存10天的產(chǎn)量。計算儲罐的體積和壁厚。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（