天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)《化工原理D1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)

《化工原理D1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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、在化工分離過(guò)程中，液液萃取的分配系數(shù)是衡量萃取效果的重要參數(shù)。對(duì)于一個(gè)特定的萃取體系，以下關(guān)于分配系數(shù)的影響因素，不正確的是：（）A.萃取劑的種類B.被萃取物質(zhì)的濃度C.溫度D.壓力2、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)體系，以下關(guān)于反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定方法，不準(zhǔn)確的是（）A.實(shí)驗(yàn)測(cè)定法B.初始速率法C.憑經(jīng)驗(yàn)隨意猜測(cè)D.積分法3、在化工反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)的熱效應(yīng)對(duì)于設(shè)計(jì)反應(yīng)器和控制反應(yīng)過(guò)程非常重要。對(duì)于一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，以下哪種措施能夠有效地控制反應(yīng)溫度？（）A.采用夾套冷卻B.通入惰性氣體C.分段進(jìn)料D.以上都是4、化工過(guò)程中的蒸發(fā)操作常用于濃縮溶液。在一個(gè)單效蒸發(fā)器中，若進(jìn)料的溫度升高，蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小5、在化工設(shè)計(jì)中，需要對(duì)管道進(jìn)行選材。對(duì)于輸送強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的管道，以下哪種材料通常不適合？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.聚四氟乙烯D.玻璃鋼6、在化學(xué)工程中，對(duì)于多相反應(yīng)體系的研究至關(guān)重要。當(dāng)進(jìn)行氣液固三相反應(yīng)時(shí)，以下哪個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響最為復(fù)雜且難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)？（）A.氣體的擴(kuò)散速率B.液體的攪拌速度C.固體催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)D.三相之間的接觸面積7、在化工過(guò)程控制中，前饋控制可以彌補(bǔ)反饋控制的不足。對(duì)于一個(gè)受可測(cè)干擾影響的過(guò)程，以下關(guān)于前饋控制的特點(diǎn)，正確的是：（）A.根據(jù)偏差進(jìn)行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測(cè)量干擾8、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)自催化反應(yīng)，以下哪種操作方式可能導(dǎo)致反應(yīng)失控？（）A.連續(xù)進(jìn)料B.間歇操作C.半間歇操作D.以上操作方式都不會(huì)導(dǎo)致失控9、在化工傳熱設(shè)備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內(nèi)部的工作液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)，在冷凝段冷凝，其傳熱過(guò)程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.相變傳熱10、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，需要考慮材料的選擇以適應(yīng)不同的工況。對(duì)于高溫高壓的化工設(shè)備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷11、化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對(duì)于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計(jì)的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重12、化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)不僅與溫度有關(guān)，還與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。對(duì)于一個(gè)一級(jí)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物濃度增加一倍時(shí)，速率常數(shù)會(huì)？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍13、在化工分離過(guò)程中，萃取操作常用于分離混合物。當(dāng)選擇萃取劑時(shí)，以下哪個(gè)因素不是關(guān)鍵的考慮因素？（）A.對(duì)溶質(zhì)的溶解能力B.與原溶劑的互溶性C.萃取劑的價(jià)格D.萃取劑的揮發(fā)性14、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對(duì)于優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的連串反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是所需產(chǎn)物，以下哪種操作條件通常有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時(shí)間D.降低反應(yīng)壓力15、化工中的吸附分離過(guò)程常用于氣體和液體的凈化。對(duì)于一種具有較大吸附容量的吸附劑，以下哪個(gè)因素對(duì)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(shí)間16、在化工分離過(guò)程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。以下關(guān)于膜分離過(guò)程的特點(diǎn)，哪種描述是不正確的？（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.適用范圍廣D.膜的成本低且易于維護(hù)17、在化工膜分離過(guò)程中，膜的性能對(duì)分離效果有著重要影響。以下關(guān)于膜性能的描述，哪項(xiàng)不是關(guān)鍵指標(biāo)？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機(jī)械強(qiáng)度D.膜的顏色18、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19、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.及時(shí)移除反應(yīng)產(chǎn)物20、在化工分離過(guò)程中，離子交換分離技術(shù)常用于分離離子型物質(zhì)。以下關(guān)于離子交換樹(shù)脂的再生，哪種方法最為常用？（）A.用酸或堿溶液處理B.用鹽溶液處理C.加熱處理D.電解處理21、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)于催化劑的內(nèi)擴(kuò)散阻力影響最大？（）A.催化劑顆粒大小B.反應(yīng)物濃度C.反應(yīng)溫度D.氣體流速22、對(duì)于化工中的化學(xué)反應(yīng)速率方程，以下關(guān)于其建立方法，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.建立化學(xué)反應(yīng)速率方程通常需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同條件下的反應(yīng)速率，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和分析，確定反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率常數(shù)B.化學(xué)反應(yīng)速率方程可以通過(guò)理論推導(dǎo)直接得到，不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定C.只要知道反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，就可以寫出化學(xué)反應(yīng)速率方程D.化學(xué)反應(yīng)速率方程一旦確定，就不會(huì)隨反應(yīng)條件的改變而改變23、化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程描述了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。以下關(guān)于動(dòng)力學(xué)方程的建立方法，不正確的是（）A.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合B.基于反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)C.憑空想象D.結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論分析24、化工生產(chǎn)中的流體輸送設(shè)備種類繁多。對(duì)于離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)，以下描述不正確的是（）A.依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力B.流量與揚(yáng)程存在一定關(guān)系C.可以輸送高粘度液體D.安裝高度有一定限制25、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會(huì)如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無(wú)法確定26、在化工傳熱過(guò)程中，換熱器是常見(jiàn)的設(shè)備。當(dāng)需要在高溫、高壓條件下進(jìn)行高效傳熱時(shí)，以下哪種換熱器類型通常是首選？（）A.管殼式換熱器B.板式換熱器C.螺旋板式換熱器D.熱管換熱器27、在化工過(guò)程的節(jié)能減排措施中，能量集成技術(shù)發(fā)揮著重要作用。對(duì)于一個(gè)包含多個(gè)熱交換過(guò)程的化工系統(tǒng)，以下哪種能量集成方法能夠最大程度地提高能源利用效率？（）A.熱交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化B.熱泵技術(shù)應(yīng)用C.余熱鍋爐利用D.以上都是28、在化工生產(chǎn)中的攪拌釜中，以下哪種攪拌槳葉形式適用于高粘度流體的攪拌？（）A.螺旋槳式B.渦輪式C.錨式D.槳式29、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30、在化工安全事故的預(yù)防和處理中，應(yīng)急預(yù)案起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于化工應(yīng)急預(yù)案的制定和實(shí)施，不正確的是（）A.要定期進(jìn)行演練B.可以不考慮實(shí)際情況，照搬其他企業(yè)的預(yù)案C.要明確應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)和職責(zé)D.對(duì)應(yīng)急資源進(jìn)行合理配置二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)吸收塔用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化硫，進(jìn)氣中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為0.06，氣體流量為900m3/h，塔徑為1.8m，液泛氣速為2.2m/s，操作氣速為0.75倍液泛氣速。計(jì)算塔的高度。2、（本題5分）某反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)速率方程為-rA=kCA3，k=0.02(mol/L)2·s，進(jìn)料流量為8L/min，進(jìn)料中A的濃度為3mol/L。求達(dá)到50%轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)器體積。3、（本題5分）某化工廠有一蒸汽管道，外徑為273mm，壁厚為12mm，管道外覆蓋一層厚度為120mm的保溫材料，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.08W/(m·K)，管道內(nèi)蒸汽溫度為280°C，環(huán)境溫度為25°C，求每米管道的熱損失（假設(shè)管道外表面對(duì)環(huán)境的對(duì)流傳熱系數(shù)為8W/(m2·K)）。4、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)為2A+3B→4C，反應(yīng)速率方程為r=kC_A2C_B3，其中k=0.15mol3/(L3·s)。進(jìn)料中A、B的濃度分別為1.8mol/L和2.5mol/L，氣體流速為5L/s，反應(yīng)器體積為50L，計(jì)算出口處各組分的濃度。5、（本題5分）某精餾塔分離甲醇-水混合物，進(jìn)料量為6000kg/h，進(jìn)料組成（甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為0.4，塔頂餾出液中甲醇含量不低于0.9，塔底釜液中甲醇含量不高于0.05。操作回流比為3.5，相對(duì)揮發(fā)度為3.0。計(jì)算塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量流量以及冷凝器的熱負(fù)荷（假設(shè)進(jìn)料為飽和液體）。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）化工原理中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明萃取精餾的原理和特點(diǎn)，包括萃取劑的作用和選擇原則，并分析其與普通精餾的區(qū)別和聯(lián)系。2、（本題5分）化工過(guò)程中的傳質(zhì)設(shè)備，如填料塔、板式塔等，其傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算對(duì)于設(shè)備設(shè)計(jì)和操作具有重要意義。請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)的概念和計(jì)算方法，并舉例說(shuō)明如何應(yīng)用它們進(jìn)行傳質(zhì)設(shè)備的設(shè)計(jì)和性能評(píng)估。3、（本題5分）闡述在化工過(guò)程的生物發(fā)酵過(guò)程中的代謝流分析中，如何利用代謝網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析細(xì)胞內(nèi)的代謝流分布，優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程。4、（本題5分）化工熱力學(xué)中的Gibbs-Duhem方程在多