齊魯工業(yè)大學(xué)《輕化工程儀器分析》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《輕化工程儀器分析》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防腐是一種常見的方法。對于一個處于腐蝕性環(huán)境中的設(shè)備，以下關(guān)于涂層選擇的考慮因素，不正確的是：（）A.涂層的顏色B.涂層的耐腐蝕性C.涂層與基體的結(jié)合力D.涂層的施工性能2、在化工設(shè)備的設(shè)計中，關(guān)于壓力容器的設(shè)計準則，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.壓力容器的設(shè)計應(yīng)遵循強度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準則，確保容器在規(guī)定的使用條件下安全可靠B.壓力容器的設(shè)計只需要考慮強度失效準則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設(shè)計可以采用低于標準的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設(shè)計壓力可以超過其標注的最高工作壓力，只要定期檢驗即可3、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4、在化工安全工程中，火災(zāi)和爆炸是常見的事故類型。對于一個易燃易爆的化工場所，以下關(guān)于預(yù)防火災(zāi)爆炸的措施，不正確的是：（）A.提高操作壓力B.控制火源C.加強通風(fēng)D.采用防爆電氣設(shè)備5、在化工生產(chǎn)的安全管理中，對于易燃易爆物質(zhì)的儲存和運輸，需要采取嚴格的防護措施。若一種氣體的爆炸極限范圍較寬，說明這種氣體的爆炸危險性是高還是低？（）A.高B.低C.無法確定D.取決于其他因素6、在化工過程的優(yōu)化設(shè)計中，需要綜合考慮經(jīng)濟和技術(shù)因素。對于一個投資較大但運行成本較低的工藝方案，以下關(guān)于其經(jīng)濟性的評價，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟可行的B.一定是不經(jīng)濟的C.需要通過詳細的經(jīng)濟分析來確定D.僅根據(jù)投資和運行成本無法判斷7、在化工工藝流程設(shè)計中，需要綜合考慮各種因素以達到最優(yōu)的設(shè)計方案。對于一個生產(chǎn)多種產(chǎn)品的化工廠，以下哪個因素在確定工藝流程時的權(quán)重通常最大？（）A.原材料的供應(yīng)B.產(chǎn)品的市場需求C.生產(chǎn)設(shè)備的通用性D.環(huán)保法規(guī)的要求8、對于化工過程中的吸附平衡，以下哪種吸附等溫線模型常用于描述低濃度下的吸附行為？（）A.Langmuir吸附等溫線B.Freundlich吸附等溫線C.BET吸附等溫線D.以上模型均可9、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對物料進行混合。對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10、化工過程中的傳熱強化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)于傳熱強化的方法，不正確的是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.降低流體流速D.使用高效傳熱元件11、化工中的精餾操作可以通過改變操作條件來提高分離效果。當塔頂產(chǎn)品的純度要求較高時，以下哪個操作條件的調(diào)整最為有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜溫度C.增加塔頂采出量D.降低塔壓12、在化工過程的優(yōu)化中，經(jīng)常需要考慮經(jīng)濟和環(huán)境因素。對于一個產(chǎn)生大量廢水的化工工藝，以下哪種廢水處理方法在經(jīng)濟和環(huán)保方面能夠達到較好的平衡？（）A.生物處理法B.化學(xué)沉淀法C.膜分離法D.焚燒法13、在化工傳熱過程中，換熱器是常見的設(shè)備。當需要在高溫、高壓條件下進行高效傳熱時，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14、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(dǎo)致溶液結(jié)晶15、在化工中的精餾塔設(shè)計中，關(guān)于回流比的選擇，以下哪種表述是恰當?shù)模浚ǎ〢.回流比是精餾操作的重要參數(shù)，它影響著精餾塔的分離效果、能耗和設(shè)備投資。一般來說，增大回流比可以提高分離效果，但會增加能耗和設(shè)備投資；減小回流比則相反。因此，需要綜合考慮各方面因素，選擇合適的回流比B.回流比越大越好，能夠保證精餾塔得到高純度的產(chǎn)品C.回流比的選擇只取決于塔頂和塔底產(chǎn)品的純度要求，與能耗和設(shè)備投資無關(guān)D.回流比的最小值為零，最大值沒有限制二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，混合物的焓和熵的計算對于能量衡算和過程分析具有重要意義。請闡述混合物焓和熵的計算方法，如混合規(guī)則、基團貢獻法等，并舉例說明如何應(yīng)用這些方法計算混合物的焓和熵。2、（本題5分）結(jié)合新能源發(fā)展的趨勢，全面探討化學(xué)工程在可再生能源轉(zhuǎn)化和存儲中的作用，如燃料電池、太陽能電池等技術(shù)中的化工原理和工藝。3、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，精餾塔的操作壓力對分離效果和能耗有著重要影響。請詳細闡述操作壓力的選擇原則，并分析其對精餾過程的具體影響。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一換熱器，用熱水將冷空氣加熱，熱水進口溫度為80°C，出口溫度為50°C，流量為2000kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·K)。冷空氣進口溫度為10°C，流量為1500kg/h，比熱容為1.0kJ/(kg·K)，求冷空氣的出口溫度。2、（本題5分）一個蒸發(fā)器將20%（質(zhì)量分數(shù)）的鹽水溶液濃縮至40%，進料量為2000kg/h，加熱蒸汽壓力為0.3MPa（絕壓），對應(yīng)的飽和溫度為133.3°C，蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點升高為8°C，傳熱系數(shù)為1500W/(m2·K)。求加熱蒸汽消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。3、（本題5分）一個連續(xù)釜式攪拌反應(yīng)器（CSTR）串聯(lián)一個活塞流反應(yīng)器（PFR）進行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2h?1。CSTR體積為10L，PFR體積為20L，進料中A的濃度為5mol/L，進料流量為10L/h。計算出口處A和B的濃度。4、（本題5分）有一燃燒反應(yīng)CH4+2O2→CO2+2H2O，已知甲烷（CH4）的進料流量為8mol/s，氧氣（O2）過量30%，求氧氣的進料流量和反應(yīng)生成二氧化碳（CO2）的流量。5、（本題5分）在一個噴霧干燥器中，將濃度為18%（質(zhì)量分數(shù)）的溶液干燥成含水量為2%（質(zhì)量分數(shù)）的粉末產(chǎn)品，進料量為400kg/h，干燥介質(zhì)為熱空氣，進口溫度為160°C，出口溫度為100°C，濕度為0.008kg/kg干氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和干燥器的蒸發(fā)水量。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化工企業(yè)擬引進一套新的生產(chǎn)設(shè)備以提高生產(chǎn)效率，但在設(shè)備選