重慶文化藝術職業(yè)學院《化工原理上》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁重慶文化藝術職業(yè)學院《化工原理上》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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1分，共15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、化工過程中的干燥操作，若干燥介質的相對濕度降低，干燥速率會怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢2、化工過程中的結晶器設計，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）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.較強的攪拌強度3、在化學反應動力學研究中，對于一個一級反應，其反應速率常數與反應物濃度的關系是怎樣的？反應半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應速率常數與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關B.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度成正比C.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度無關D.反應速率常數與濃度成反比，半衰期與初始濃度成反比4、化工生產中的過濾操作，過濾介質的選擇對過濾效果有重要影響。以下關于過濾介質的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質的選擇不考慮價格D.要適應過濾物料的性質5、在化工熱力學中，研究純物質的飽和蒸汽壓與溫度的關系時，安托尼方程是常用的經驗公式。以下關于安托尼方程參數的獲取方法，不正確的是：（）A.實驗測定B.理論推導C.經驗估算D.數據擬合6、對于化工中的膜分離技術，以下關于反滲透膜的分離原理，哪一項是恰當的？（）A.反滲透膜是一種半透膜，在壓力作用下，溶劑從高濃度溶液一側透過膜向低濃度溶液一側遷移，實現混合物的分離B.反滲透膜的分離只取決于膜的孔徑大小，與溶液的性質和壓力無關C.反滲透膜分離過程中，溶質會在膜表面沉積，導致膜的通量逐漸下降D.反滲透膜只能用于分離水溶液，對有機溶液的分離效果很差7、在化工流體流動中，當流體流經管道時會產生阻力損失。對于層流和湍流兩種流動狀態(tài)，以下關于阻力損失的特點，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8、在化工過程的模擬計算中，常使用一些商業(yè)軟件。以下哪個軟件不是主要用于化工過程模擬的？（）A.ASPENPLUSB.MATLABC.PRO/IID.HYSYS9、在化工過程的控制中，自動化控制技術發(fā)揮著重要作用。以下關于自動化控制系統(tǒng)的組成和工作原理，不正確的是（）A.包括傳感器、控制器和執(zhí)行器B.反饋控制是最常用的控制方式C.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性不重要D.可以實現精確的過程控制10、在化學反應動力學中，研究反應級數的確定方法時，以下關于初始速率法的特點，不正確的是：（）A.只需要測量反應初始階段的速率B.可以消除產物的影響C.適用于復雜反應D.實驗操作簡單11、在化工分離過程中，離子交換樹脂常用于分離離子型物質。對于一種強酸性陽離子交換樹脂，以下哪種離子更容易被交換？（）A.鈉離子B.鈣離子C.氫離子D.鎂離子12、在化工反應工程中，以下哪種反應器內的物料濃度隨時間和空間變化？（）A.間歇釜式反應器B.連續(xù)釜式反應器C.平推流反應器D.全混流反應器13、化工過程中的質量傳遞現象普遍存在。在進行氣體吸收操作時，如果要提高吸收劑對氣體溶質的吸收率，以下哪個措施最為可行？（）A.增加吸收劑的流量B.降低吸收溫度C.減小吸收塔的高度D.增大氣體流速14、化工生產中的蒸發(fā)操作，蒸發(fā)器的類型有多種。以下關于各種蒸發(fā)器的特點和適用場合，不正確的是（）A.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結構簡單B.升膜蒸發(fā)器適用于高粘度溶液C.降膜蒸發(fā)器傳熱效率高D.蒸發(fā)器的選擇要根據物料性質15、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.減小進料量二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在化工熱力學中，吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能是重要的熱力學函數。請解釋吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義，并說明它們在判斷化學反應和相變的自發(fā)性和方向上的應用。2、（本題5分）在化工生產過程中，詳細闡述如何通過優(yōu)化反應條件來提高化學反應的選擇性和轉化率，包括溫度、壓力、催化劑等因素的綜合影響。3、（本題5分）化學反應工程中，催化劑對于反應速率和選擇性有著顯著影響，請論述催化劑的作用機理，并說明如何選擇合適的催化劑以提高化學反應的效率。4、（本題5分）在化學工程領域，全面論述化工過程中的電滲析技術，包括電滲析的原理、膜組件設計以及在脫鹽、廢水處理等方面的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠進行裂解反應，原料為乙烷，反應溫度為800℃，壓力為1MPa，反應產物包括乙烯、丙烯等。已知反應的動力學方程和熱力學參數，計算乙烷的轉化率和產物的選擇性。2、（本題5分）在一個板式塔中進行精餾操作，塔板間距為0.45m，堰高為0.06m，液流強度為18m3/(m·h)，液體密度為900kg/m3，求堰上液層高度和降液管內液體停留時間。3、（本題5分）有一理想氣體混合物，其中組分A、B、C的摩爾分數分別為0.3、0.5、0.2，總壓為100kPa，溫度為300K。已知A、B、C的臨界溫度和臨界壓力分別為（T_cA，P_cA）、（T_cB，P_cB）、（T_cC，P_cC），求混合物的壓縮因子。4、（本題5分）一個傳熱過程中，熱流體的溫度從450°C降至350°C，冷流體的溫度從250°C升至300°C，熱流體的熱導率為30W/(m·K)，冷流體的熱導率為15W/(m·K)，兩流體的對流傳熱系數均為150W/(m^2·K)，管壁厚度為8mm，熱導率為50W/(m·K)，計算總傳熱系數。5、（本題5分）某二元混合物在常壓下進行簡單蒸餾，初始時易揮發(fā)組分的摩爾分數為0.5，蒸餾終了時釜液中易揮發(fā)組分的摩爾分數為0.2，若汽化率為0.6，求餾出液中易揮發(fā)組分的平均摩爾分數。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家以生產塑料助劑為主的企業(yè)，在產品生產過程中需要嚴格控制雜質含量。分析如何進行雜質去除和質量控制。2、（本題10分）一家化工廠在進行設備維護和保養(yǎng)時，發(fā)現部分設備的磨損嚴重