武漢生物工程學院《化工基礎(chǔ)》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢生物工程學院《化工基礎(chǔ)》

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1分，共15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、在化學反應器的設計中，需要考慮多種因素以確保反應的高效進行。對于一個氣固相催化反應，以下哪個因素對反應速率的影響相對較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應物的濃度C.反應容器的材質(zhì)D.催化劑的活性2、化工原理中，對于精餾塔的設計，若要提高塔頂產(chǎn)品的純度，同時保持一定的處理量，以下哪種方法可行？（）A.增加塔板數(shù)B.減小回流比C.降低塔釜溫度D.增大進料量3、在化工中的多組分精餾過程，關(guān)于關(guān)鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關(guān)鍵組分是指在混合物分離過程中對分離要求起關(guān)鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴格限制的組分作為關(guān)鍵組分B.關(guān)鍵組分的選擇是隨意的，對精餾塔的設計和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個關(guān)鍵組分，不存在多個關(guān)鍵組分的情況D.關(guān)鍵組分的濃度越高，越容易分離，對精餾過程越有利4、在化工設計中，需要考慮設備的布局和管道的走向。對于一個具有多個反應釜和分離設備的化工廠，以下哪個原則在設備布局時應首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范5、對于化工中的萃取精餾過程，以下關(guān)于其原理和應用，哪一個是正確的？（）A.萃取精餾是向精餾塔的塔頂加入萃取劑，增大組分間的相對揮發(fā)度，從而實現(xiàn)分離沸點接近或形成共沸物的混合物B.萃取精餾只適用于分離芳烴和非芳烴混合物，對其他類型的混合物分離效果不佳C.萃取精餾過程中，萃取劑的加入量越多越好，以提高分離效果D.萃取精餾的操作條件與普通精餾相同，不需要特殊的控制和調(diào)節(jié)6、化工中的結(jié)晶器設計對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過程，以下哪個結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點最為關(guān)鍵？（）A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置7、化工中的干燥設備種類繁多。對于干燥一種含水量較高且易結(jié)塊的物料，以下哪種干燥設備更為適用？（）A.流化床干燥器B.廂式干燥器C.噴霧干燥器D.回轉(zhuǎn)圓筒干燥器8、在化工反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應溫度B.增加反應物濃度C.縮短反應時間D.降低反應壓力9、在化學反應工程中，催化劑能夠顯著改變反應速率和選擇性。對于一個可逆反應，加入合適的催化劑后，正反應和逆反應的速率常數(shù)會如何變化？（）A.正反應速率常數(shù)增大，逆反應速率常數(shù)不變B.正反應速率常數(shù)增大，逆反應速率常數(shù)減小C.正反應和逆反應速率常數(shù)均增大D.正反應和逆反應速率常數(shù)均不變10、化工過程中的蒸發(fā)操作常用于濃縮溶液。在一個單效蒸發(fā)器中，若進料的溫度升高，蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小11、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(nèi)壓D.自重12、在化工設備設計中，材料的選擇至關(guān)重要。對于一個需要承受高溫高壓且具有腐蝕性介質(zhì)的反應容器，以下哪種材料最為適合？（）A.不銹鋼B.鈦合金C.陶瓷D.碳鋼13、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.提高進料流速B.降低操作壓力C.升高操作溫度D.減小膜面積14、化工設備的選材需要考慮多種因素。以下關(guān)于化工設備選材的原則，不準確的是（）A.耐腐蝕性B.強度和剛度C.材料價格越低越好D.加工性能15、在化工熱力學中，對于理想溶液，其混合過程的焓變和體積變化通常是怎樣的？（）A.焓變和體積變化均為零B.焓變?yōu)榱悖w積變化不為零C.焓變不為零，體積變化為零D.焓變和體積變化均不為零二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）結(jié)合化工生產(chǎn)中的節(jié)能需求，深入探討蒸發(fā)結(jié)晶過程中的節(jié)能措施，包括多效蒸發(fā)、機械蒸汽再壓縮等技術(shù)的原理和應用。2、（本題5分）分析在化工生產(chǎn)的干燥過程中，如何利用余熱回收技術(shù)提高能源利用效率。3、（本題5分）在化學反應工程中，討論復雜反應網(wǎng)絡的分析方法，包括確定關(guān)鍵反應步驟和簡化反應網(wǎng)絡的策略，并分析如何通過實驗和模擬手段獲取反應網(wǎng)絡的信息。4、（本題5分）詳細闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過程中，雜質(zhì)對晶體質(zhì)量的影響及去除方法。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用離心泵將密度為1000kg/m^3的液體從低位槽輸送到高位槽，低位槽液面距離心泵入口中心線的垂直距離為2m，高位槽液面距離心泵出口中心線的垂直距離為25m，管路總阻力損失為30J/kg，離心泵的效率為65%，求所需離心泵的揚程和軸功率。已知液體的流量為30m^3/h。2、（本題5分）在一個列管式換熱器中，用蒸汽加熱液體。蒸汽溫度為130℃，冷凝潛熱為2100kJ/kg，蒸汽流量為120kg/h。液體入口溫度為30℃，出口溫度為80℃，流量為600kg/h，比熱容為3.8kJ/(kg·℃)。計算換熱器的換熱面積。3、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應器（CSTR）中進行二級可逆反應A+B?C+D，正反應速率常數(shù)為2L/(mol·h)，逆反應速率常數(shù)為1L/(mol·h)，進料中A和B的濃度均為1mol/L，反應器體積為20L，進料流量為5L/h，計算反應器出口處各組分的濃度。4、（本題5分）一個化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣中含有氮氧化物（NOx），需要用尿素溶液吸收。進氣中NOx的濃度為1500ppm（體積分數(shù)），氣體流量為6000m3/h，吸收液中尿素的濃度為0.6mol/L，液氣比為2。假設吸收反應為快速反應，計算吸收液的用量。5、（本題5分）某一精餾塔用于分離甲醇（M）和水（W）的混合物，進料組成甲醇的摩爾分數(shù)為0.4，進料流量為800kmol/h。塔頂餾出液中甲醇的摩爾分數(shù)要求達到0.95，塔底釜液中甲醇的摩爾分數(shù)為0.05?；亓鞅葹?.5，計算塔頂餾出液和塔底釜液的流量。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工項目在設計階段，需要確定合適的工藝流程和設備布局。請分析如何進行優(yōu)化設計以提高生產(chǎn)效率和降低成本。2、（本題10分