長沙醫(yī)學院《化工原理及課程設(shè)計》2023-2024學年第二學期期末試卷

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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁長沙醫(yī)學院

《化工原理及課程設(shè)計》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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(yīng)器的設(shè)計中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進行。對于一個氣固相催化反應(yīng)，以下哪個因素對反應(yīng)速率的影響相對較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性2、化工生產(chǎn)中的流體輸送設(shè)備種類繁多。對于離心泵的工作原理和性能特點，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3、化學反應(yīng)工程中，對于一個平行反應(yīng)，若主反應(yīng)的活化能大于副反應(yīng)的活化能，升高溫度對主反應(yīng)的選擇性會產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低4、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對于光滑管內(nèi)的湍流流動，以下哪個公式常用于計算摩擦系數(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5、在化工原理中，研究流體在管道中的流動阻力時，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和管道粗糙度有關(guān)。對于光滑管道，當雷諾數(shù)增加時，以下關(guān)于摩擦系數(shù)的變化，正確的是：（）A.摩擦系數(shù)增大B.摩擦系數(shù)減小C.摩擦系數(shù)不變D.摩擦系數(shù)先減小后增大6、在化學反應(yīng)工程中，對于一個非均相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑外擴散阻力的消除方法，不正確的是：（）A.提高攪拌速度B.減小催化劑顆粒尺寸C.增加反應(yīng)物濃度D.升高反應(yīng)溫度7、在化工分離過程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對于一個物理吸附過程，以下關(guān)于吸附劑再生的方法，不正確的是：（）A.加熱解吸B.降壓解吸C.置換解吸D.化學方法解吸8、化工過程中的分離操作廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)。對于萃取分離過程，以下關(guān)于萃取劑選擇的原則，不恰當?shù)氖牵ǎ〢.對溶質(zhì)有高的溶解度B.與原溶劑不互溶C.萃取劑價格越低越好，無需考慮其他因素D.易于回收和再生9、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程中，以下哪種操作條件有利于得到大顆粒晶體？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.強烈的攪拌10、在化學反應(yīng)動力學中，研究溫度對反應(yīng)速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當活化能增大時，以下關(guān)于溫度對反應(yīng)速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度11、在化工設(shè)備設(shè)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(yīng)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12、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關(guān)于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關(guān)C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失13、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護是常見的方法之一。對于一個長期處于強酸環(huán)境中的設(shè)備，以下哪種涂層材料的防腐性能最為優(yōu)越？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚氨酯涂層C.聚四氟乙烯涂層D.酚醛樹脂涂層14、在化工流體力學中，對于流體在管道中的流動阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。當雷諾數(shù)在2000到4000之間時，流體的流動狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定15、在化工分離過程中，以下哪種方法常用于分離分子量差異較大的混合物？（）A.電泳B.超濾C.滲析D.電滲析16、在化工精餾塔的操作中，如果塔頂產(chǎn)品的純度不符合要求，以下哪種調(diào)節(jié)方法可能不是有效的？（）A.增加回流比B.改變進料位置C.提高塔釜溫度D.減小塔頂采出量17、在化工熱力學中，對于混合物的熱力學性質(zhì)計算，以下哪種方法通常需要較多的實驗數(shù)據(jù)支持？（）A.狀態(tài)方程法B.活度系數(shù)法C.理想溶液模型D.正規(guī)溶液模型18、在化工熱力學中，研究純物質(zhì)的相平衡時，克勞修斯-克拉佩龍方程描述了蒸氣壓與溫度的關(guān)系。對于一種揮發(fā)性液體，以下關(guān)于其蒸氣壓隨溫度變化的趨勢，正確的是：（）A.溫度升高，蒸氣壓線性增加B.溫度升高，蒸氣壓指數(shù)增加C.溫度升高，蒸氣壓先增加后減小D.溫度升高，蒸氣壓不變19、化學反應(yīng)工程是化學工程的重要分支。對于一個可逆放熱反應(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.及時移除反應(yīng)產(chǎn)物20、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對于流化床反應(yīng)器的特點和應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.適用于氣固相反應(yīng)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21、在化學反應(yīng)器的設(shè)計中，以下哪種類型的反應(yīng)器適用于反應(yīng)速率慢且需要長時間反應(yīng)的情況？（）A.間歇式反應(yīng)器B.連續(xù)式反應(yīng)器C.半連續(xù)式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器22、在化工熱力學中，對于純物質(zhì)的臨界狀態(tài)，以下哪個參數(shù)在臨界狀態(tài)時沒有明確的數(shù)值？（）A.溫度B.壓力C.體積D.密度23、化工過程中的膜分離技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。對于反滲透膜分離過程，若要提高水的透過率，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.提高進料溶液的濃度D.降低進料溶液的溫度24、在化工傳熱過程中，當熱流體通過間壁將熱量傳遞給冷流體時，若要提高傳熱效率，可以采取多種措施。以下哪種方法通常不是有效的手段？（）A.增大傳熱面積B.提高冷熱流體的溫差C.增加間壁的厚度D.提高流體的流速25、化工中的攪拌設(shè)備用于混合物料和促進反應(yīng)。對于攪拌器的類型和選型依據(jù)，以下描述不正確的是（）A.槳式攪拌器適用于低粘度液體B.渦輪式攪拌器攪拌強度大C.攪拌器的選型只考慮攪拌效果D.要考慮物料性質(zhì)和工藝要求二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）化工過程中的蒸發(fā)操作中，多效蒸發(fā)是提高能源利用效率的重要手段。請詳細介紹多效蒸發(fā)的原理和流程，并討論如何確定多效蒸發(fā)的效數(shù)和優(yōu)化操作條件。2、（本題5分）結(jié)合實際化工生產(chǎn)案例，深入分析膜分離技術(shù)在分離和提純混合物方面的原理、優(yōu)勢以及面臨的挑戰(zhàn)，涵蓋工業(yè)廢水處理和產(chǎn)品純化等領(lǐng)域。3、（本題5分）闡述在化工過程的能量分析和綜合中，如何評估能量的利用效率，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力，并通過能量集成和優(yōu)化配置實現(xiàn)能源的高效利用。4、（本題5分）在化學反應(yīng)工程中，催化劑的失活是一個常見的問題。請解釋催化劑失活的原因和類型，并討論如何延長催化劑的使用壽命。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在化工新材料領(lǐng)域，某企業(yè)計劃開發(fā)一種高性能的復合材料。請分析該項目在化學工程方面的關(guān)鍵問題。2、（本題5分）某化工廠的一個新產(chǎn)品在推向市場后，客戶反饋使用效果不佳。請分析可能導致使用效果差的原因，并提出改進產(chǎn)品性能的措施。3、（本題5分）一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要嚴格控制反應(yīng)條件，但實際操作中反應(yīng)條件的控制精度不夠。請分析控制精度不足的原因，并提出提高控制精度的技術(shù)手段。4、（本題5分）某化學工程研究所在進行一項膜分離技術(shù)的應(yīng)用研究時，膜的使用壽命過短，增加了運行成本。請分析膜壽命短的原因，并提出延長膜使用壽命的策略。5、（本題5分）一個化工項目在建設(shè)過程中需要進行項目風險管理評估，以確定項目風險的程度和應(yīng)對措施的有效性。請分析項目風險管理評估的方法和步驟。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某精餾塔進料為過熱蒸汽，進料中輕組分的摩爾分數(shù)為0.35，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.05，回流比為2.5，計算塔頂和塔釜的產(chǎn)品流量。2、（本題10分）一個化學反應(yīng)器中進行可逆反應(yīng)2A?B+C，正反應(yīng)速率常數(shù)為6L/(mol·min)，逆反應(yīng)速率常數(shù)為3L/(mol·min)，初始時A