黃河科技學(xué)院《化工單元操作》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024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、關(guān)于化工生產(chǎn)中的噴霧干燥，以下哪種因素對產(chǎn)品顆粒大小的影響最為顯著？（）A.進(jìn)料速度B.噴霧壓力C.干燥溫度D.物料性質(zhì)2、化工熱力學(xué)中，對于混合熱不為零的混合物，其超額性質(zhì)通常如何定義？（）A.實際混合物性質(zhì)與理想混合物性質(zhì)之差B.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之和C.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之差D.實際混合物性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差3、在化工流體輸送過程中，需要考慮管道阻力的影響。當(dāng)輸送高粘度液體時，以下哪種管道材質(zhì)和內(nèi)徑的組合能夠最大程度地減小阻力損失？（）A.不銹鋼管道，內(nèi)徑較大B.塑料管道，內(nèi)徑較小C.玻璃管道，內(nèi)徑適中D.鑄鐵管道，內(nèi)徑較大4、在化工精餾過程中，進(jìn)料熱狀態(tài)會影響精餾塔的操作。以下哪種進(jìn)料熱狀態(tài)會使精餾段的塔板數(shù)增加，提餾段的塔板數(shù)減少？（）A.過熱蒸汽進(jìn)料B.飽和蒸汽進(jìn)料C.氣液混合物進(jìn)料D.冷液進(jìn)料5、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個氣液反應(yīng)，若反應(yīng)主要在液相中進(jìn)行，提高反應(yīng)速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應(yīng)物濃度B.增大液相反應(yīng)物濃度C.提高反應(yīng)溫度D.增大氣液接觸面積6、在化工設(shè)備的設(shè)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7、在化工傳熱過程中，換熱器是常見的設(shè)備。當(dāng)需要在高溫、高壓條件下進(jìn)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8、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量9、在化工熱力學(xué)中，研究實際氣體的狀態(tài)方程時，范德華方程是常用的方程之一。以下關(guān)于范德華方程的特點，不正確的是：（）A.考慮了分子間的引力和斥力B.適用于所有壓力范圍C.計算精度較高D.形式較為簡單10、在化工設(shè)備的設(shè)計中，需要考慮壓力對設(shè)備強度的要求。對于一個承受高壓的容器，以下哪種封頭形式的強度性能更好？（）A.橢圓形封頭B.碟形封頭C.球冠形封頭D.平板封頭11、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個均相催化反應(yīng)，催化劑的濃度增加，反應(yīng)速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩(wěn)C.指數(shù)增加D.不變12、化工傳遞過程包括動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。在對流傳熱過程中，當(dāng)流體的流速增加時，以下關(guān)于對流傳熱系數(shù)的變化，正確的是：（）A.對流傳熱系數(shù)不變B.對流傳熱系數(shù)減小C.對流傳熱系數(shù)增大D.對流傳熱系數(shù)先增大后減小13、在化工分離過程中，精餾塔的操作壓力對分離效果有重要影響。一般來說，降低操作壓力會導(dǎo)致以下哪種情況？（）A.相對揮發(fā)度增大B.相對揮發(fā)度減小C.塔板效率提高D.塔板數(shù)增加14、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對于一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)體系，以下關(guān)于反應(yīng)級數(shù)的確定方法，不準(zhǔn)確的是（）A.實驗測定法B.初始速率法C.憑經(jīng)驗隨意猜測D.積分法15、對于化工中的化學(xué)反應(yīng)速率方程，以下關(guān)于其建立方法，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.建立化學(xué)反應(yīng)速率方程通常需要通過實驗測定不同條件下的反應(yīng)速率，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和分析，確定反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)B.化學(xué)反應(yīng)速率方程可以通過理論推導(dǎo)直接得到，不需要進(jìn)行實驗測定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，就不會隨反應(yīng)條件的改變而改變16、化工原理中，對于精餾塔的設(shè)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(jìn)料量17、對于化工中的傳質(zhì)過程，以下關(guān)于雙膜理論的基本假設(shè)，哪一項是正確的？（）A.雙膜理論認(rèn)為在氣液兩相界面處，存在著兩層停滯的膜，傳質(zhì)阻力集中在這兩層膜內(nèi)，相內(nèi)為湍流流動B.雙膜理論假設(shè)氣液兩相的濃度在相界面處達(dá)到平衡，不存在傳質(zhì)阻力C.雙膜理論只適用于低濃度氣體的吸收過程，對高濃度氣體不適用D.雙膜理論認(rèn)為傳質(zhì)系數(shù)與流體的流速和物性無關(guān)18、在化工流體流動中，當(dāng)流體流經(jīng)管道時會產(chǎn)生阻力損失。對于層流和湍流兩種流動狀態(tài)，以下關(guān)于阻力損失的特點，哪項描述是不正確的？（）A.層流的阻力損失與流速的一次方成正比B.湍流的阻力損失與流速的平方成正比C.層流的阻力損失通常小于湍流D.湍流的阻力損失與管道粗糙度無關(guān)19、在化工傳熱過程中，保溫層的設(shè)置可以減少熱量損失。以下關(guān)于保溫層厚度的確定，哪種方法最為準(zhǔn)確？（）A.根據(jù)經(jīng)驗選擇B.通過熱平衡計算C.采用經(jīng)濟厚度法D.以上方法效果相同20、對于化工中的非均相反應(yīng)過程，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對反應(yīng)的影響，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.相間傳質(zhì)會影響非均相反應(yīng)的速率和選擇性。如果傳質(zhì)速率小于反應(yīng)速率，反應(yīng)會受到傳質(zhì)的限制；如果傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，反應(yīng)則主要受化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制B.相間傳質(zhì)對非均相反應(yīng)沒有影響，反應(yīng)速率只取決于化學(xué)反應(yīng)本身C.相間傳質(zhì)總是會促進(jìn)非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)速率和選擇性D.相間傳質(zhì)的影響可以忽略不計，在研究非均相反應(yīng)時不需要考慮二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在化學(xué)工程中，詳細(xì)論述質(zhì)量傳遞原理在吸收、萃取等單元操作中的應(yīng)用，探討影響傳質(zhì)速率的因素以及如何提高傳質(zhì)效率。2、（本題5分）化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純和分離物質(zhì)。請論述結(jié)晶過程的原理和影響晶體質(zhì)量的因素，以及如何控制這些因素獲得高質(zhì)量的晶體。3、（本題5分）闡述在化工過程的流化床反應(yīng)器設(shè)計中，如何考慮流化狀態(tài)、傳熱傳質(zhì)和反應(yīng)動力學(xué)，確定反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。4、（本題5分）論述在化工過程的萃取操作中，如何提高萃取效率和實現(xiàn)多級萃取的優(yōu)化。5、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，安全閥是重要的安全裝置。請闡述安全閥的工作原理和選型原則，并分析如何確保安全閥的正常運行和可靠性。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工企業(yè)的產(chǎn)品在儲存和運輸過程中出現(xiàn)了變質(zhì)和泄漏的情況。分析原因并提出改進(jìn)措施以確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全。2、（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)品的穩(wěn)定性和保質(zhì)期。請分析可以采取哪些化學(xué)工程手段。3、（本題5分）一家制藥企業(yè)的一種藥物在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行干燥操作。請分析干燥過程中的關(guān)鍵因素和控制方法。4、（本題5分）在食品添加劑生產(chǎn)領(lǐng)域，某企業(yè)需要開發(fā)一種新型的甜味劑。請分析在化學(xué)工程方面的設(shè)計思路。5、（本題5分）某化學(xué)工程研究所在進(jìn)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。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化工廠需要設(shè)計一個蒸發(fā)器，將12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的糖水溶液濃縮至30%，進(jìn)料流量為1200kg/h，蒸發(fā)溫度下溶液的比熱容為3.8kJ/(kg·K)，汽化潛熱為2300kJ/kg，加熱蒸汽溫度為130°C，冷凝溫度為110°C，計算所需的加熱蒸汽量。2、（本題10分）一個連續(xù)攪拌釜式串聯(lián)反應(yīng)器，由兩個體積相等的CSTR串聯(lián)組成，進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2h^(-1)，進(jìn)料濃度為5mol/L，進(jìn)料流量為10