武漢生物工程學院《化工原理》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《化工原理》2021-2022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20個小題，每小題1分，共20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、化工過程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質濃度D.減小進料量2、在化工單元操作中，吸收過程常用于分離氣體混合物。當吸收劑用量增加時，以下關于吸收效果的變化，哪種說法是正確的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不變C.吸收率可能增加也可能不變D.吸收率一定減小3、在化工熱力學中，研究混合物的汽液平衡時，泡點和露點的計算是重要內容。對于一個二元混合物，以下關于泡點和露點的關系，正確的是：（）A.泡點總是低于露點B.泡點總是高于露點C.泡點和露點可能相等D.泡點和露點沒有關系4、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作常用于溶液的濃縮。對于多效蒸發(fā)系統(tǒng)，以下關于其節(jié)能原理和特點，描述錯誤的是（）A.利用二次蒸汽B.效數(shù)越多，節(jié)能效果越好C.設備投資增加D.操作復雜5、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對物料進行加熱。對于一種需要精確控制加熱溫度的物料，以下哪種加熱方式的溫度控制精度最高？（）A.電加熱B.蒸汽加熱C.熱油加熱D.紅外線加熱6、在化工自動化控制中，以下哪種控制方式能夠實現(xiàn)對被控變量的無差調節(jié)？（）A.位式控制B.比例控制C.積分控制D.微分控制7、化學反應工程中，對于一個串聯(lián)反應，若中間產(chǎn)物是目標產(chǎn)物，以下哪種操作條件有利于提高中間產(chǎn)物的選擇性？（）A.提高反應溫度B.降低反應溫度C.增加反應物濃度D.減少反應物濃度8、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結合可以提高控制效果。以下關于前饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動進行控制B.能夠完全消除擾動的影響C.對測量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用9、在化工分離過程中，萃取是一種有效的分離方法。對于一個液液萃取體系，當萃取劑與原溶劑的互溶性增加時，以下關于萃取效果的變化，正確的是：（）A.萃取效果變好B.萃取效果變差C.萃取效果不變D.萃取效果先變好后變差10、化學反應的速率常數(shù)不僅與溫度有關，還與反應物的濃度有關。對于一個一級反應，當反應物濃度增加一倍時，速率常數(shù)會？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍11、在化工設備的防腐措施中，涂層防護是常用的方法之一。以下哪種涂層材料的耐腐蝕性通常較好？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚乙烯涂層C.油漆涂層D.鍍鋅涂層12、在化工過程的模擬計算中，需要選擇合適的熱力學模型。對于一個包含極性物質和非極性物質的混合物體系，以下哪種熱力學模型的適用性更好？（）A.理想氣體模型B.活度系數(shù)模型C.狀態(tài)方程模型D.以上都不是13、在化學反應工程中，對于一個氣固相催化反應，以下關于催化劑顆粒內擴散阻力的影響因素，不正確的是：（）A.催化劑的孔徑B.反應氣體的濃度C.反應溫度D.催化劑的形狀14、在化工熱力學中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學性質起著關鍵作用。以下關于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點，表述不準確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計算復雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計算所有流體15、在化工中的吸附分離過程，關于吸附劑的選擇和再生方法，以下哪種說法是恰當?shù)模浚ǎ〢.吸附劑應具有較大的比表面積、良好的選擇性和吸附容量，常見的吸附劑有活性炭、分子篩等。吸附劑的再生方法包括加熱再生、降壓再生和置換再生等B.吸附劑的選擇只考慮其吸附容量，其他性能不重要C.吸附劑的再生過程復雜，成本高，因此在實際應用中應盡量避免吸附劑的再生D.所有的吸附劑都可以采用同一種再生方法，且再生效果相同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、在化學反應動力學中，研究催化劑對反應速率的影響時，以下關于催化劑作用的描述，不正確的是：（）A.降低反應的活化能B.改變反應的平衡常數(shù)C.提高反應的選擇性D.加快反應速率18、在化工設備的設計中，對于承受外壓的薄壁容器，以下哪個因素對于穩(wěn)定性的影響最大？（）A.容器的直徑B.容器的長度C.材料的強度D.壁厚19、在化工生產(chǎn)的安全管理中，對于易燃易爆物質的儲存和運輸，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20、在化學反應器的選型中，對于反應級數(shù)較高的反應，以下哪種反應器類型通常更合適？（）A.間歇反應器B.連續(xù)攪拌釜式反應器C.管式反應器D.流化床反應器二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在化工反應工程中，如何考慮催化劑的失活和再生對反應過程的影響。2、（本題5分）詳細闡述在化工生產(chǎn)的結晶器中，攪拌槳的類型和轉速對結晶過程的影響。3、（本題5分）化工分離過程中的膜分離技術中，膜材料的選擇和膜組件的設計是影響膜性能和成本的重要因素。請詳細介紹常見的膜材料和膜組件的類型，并討論如何根據(jù)分離任務選擇合適的膜材料和設計膜組件。4、（本題5分）隨著化工行業(yè)對資源綜合利用的重視，分析共沸精餾、萃取精餾等特殊精餾技術在分離近沸點混合物和共沸物中的應用和工藝優(yōu)化。5、（本題5分）結合化工企業(yè)的節(jié)能減排實踐，深入探討余熱發(fā)電技術在化工中的應用原理、系統(tǒng)組成以及經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在醫(yī)藥中間體生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要提高產(chǎn)品的干燥效率。請分析可以采取哪些化學工程手段。2、（本題5分）某化工廠在進行工藝優(yōu)化時，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的工藝對設備的要求提高，現(xiàn)有設備無法滿足。請分析設備無法滿足工藝要求的原因，并提出設備更新或改造的建議。3、（本題5分）在化肥生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要改進施肥技術以減少土壤污染。請分析具體的改進措施。4、（本題5分）在農藥生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要優(yōu)化制劑配方以提高藥效。請分析具體的改進措施。5、（本題5分）一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的水資源，水資源利用率低。請分析水資源利用率低的原因，并提出提高水資源利用率的措施。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化工廠的一個反應釜進行復合反應A→B→C，其中A→B的反應速率常數(shù)為0.2h^(-1)，B→C的反應速率常數(shù)為0.1h^(-1)。初始時刻A的濃度為5mol/L，反應時間為8h。計算B和C的濃度。2、（本題10分）一個絕熱固定床反應器中進行氣固相催化反應，反應方程式為2A+B→3C。已知進料中A、B的摩爾比為2:1，入口溫度為500K，反應熱為-100kJ/mol，比熱容分別為CpA=80J/(mol·K)，CpB=100J/(mol·K)，CpC=120J/(mol·K)。假設反應達