西北師范大學(xué)《化工設(shè)計(jì)與計(jì)算B》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西北師范大學(xué)《化工設(shè)計(jì)與計(jì)算B》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、化工生產(chǎn)中的萃取精餾常用于分離沸點(diǎn)相近的混合物。對(duì)于萃取精餾的原理和操作要點(diǎn)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.加入萃取劑改變相對(duì)揮發(fā)度B.萃取劑的選擇至關(guān)重要C.操作壓力對(duì)分離效果影響不大D.要控制好萃取劑的流量2、在化學(xué)反應(yīng)工程中，以下哪種類型的反應(yīng)對(duì)反應(yīng)物濃度的變化最為敏感？（）A.零級(jí)反應(yīng)B.一級(jí)反應(yīng)C.二級(jí)反應(yīng)D.三級(jí)反應(yīng)3、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，換熱器的設(shè)計(jì)需要考慮傳熱效率和壓降。對(duì)于一個(gè)管殼式換熱器，以下關(guān)于折流板的作用，不正確的是：（）A.增加傳熱面積B.提高流速C.支撐管束D.減小壓降4、化工過程中的結(jié)晶操作常用于分離和提純物質(zhì)。對(duì)于一種溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，以下哪種結(jié)晶方法能夠獲得更高純度的產(chǎn)品？（）A.冷卻結(jié)晶B.蒸發(fā)結(jié)晶C.真空結(jié)晶D.溶析結(jié)晶5、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)均相催化反應(yīng)，催化劑的濃度增加，反應(yīng)速率會(huì)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6、在化工流體力學(xué)中，對(duì)于流體在管道中的流動(dòng)阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)雷諾數(shù)在2000到4000之間時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定7、在化工生產(chǎn)中的液液萃取過程中，以下哪種因素對(duì)萃取效果的影響相對(duì)較小？（）A.兩相的接觸時(shí)間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設(shè)備的類型8、在化工中的多組分精餾過程，關(guān)于關(guān)鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關(guān)鍵組分是指在混合物分離過程中對(duì)分離要求起關(guān)鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴(yán)格限制的組分作為關(guān)鍵組分B.關(guān)鍵組分的選擇是隨意的，對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個(gè)關(guān)鍵組分，不存在多個(gè)關(guān)鍵組分的情況D.關(guān)鍵組分的濃度越高，越容易分離，對(duì)精餾過程越有利9、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，材料的選擇至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)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10、化工過程中的干燥操作，若干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度降低，干燥速率會(huì)怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢11、在化工分離過程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對(duì)于一個(gè)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(xué)方法解吸12、對(duì)于化工中的液液萃取設(shè)備，以下關(guān)于萃取塔的類型和特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.常見的萃取塔有噴灑塔、填料塔、篩板塔和轉(zhuǎn)盤塔等。噴灑塔結(jié)構(gòu)簡單，但傳質(zhì)效率低；填料塔傳質(zhì)效率高，但阻力大；篩板塔處理能力大，但操作彈性??；轉(zhuǎn)盤塔效率高，操作彈性大B.萃取塔的類型只有填料塔一種，其他類型的萃取塔很少使用C.萃取塔的傳質(zhì)效率與塔的高度成正比，塔越高，傳質(zhì)效果越好D.萃取塔的操作條件對(duì)傳質(zhì)效率沒有影響，只需要關(guān)注塔的結(jié)構(gòu)13、在化工安全管理中，應(yīng)急預(yù)案的制定是重要環(huán)節(jié)。以下關(guān)于應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容的描述，不正確的是：（）A.應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)和職責(zé)B.事故預(yù)防措施C.詳細(xì)的工藝流程圖D.應(yīng)急響應(yīng)程序14、在化工過程的物料衡算中，若一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程沒有物料的積累，以下關(guān)于輸入和輸出物料量的關(guān)系，哪種表述是正確的？（）A.輸入物料量一定大于輸出物料量B.輸入物料量一定等于輸出物料量C.輸入物料量一定小于輸出物料量D.輸入物料量與輸出物料量的大小關(guān)系不確定15、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)過程中，以下哪種蒸發(fā)器適用于處理熱敏性物料？（）A.降膜蒸發(fā)器B.升膜蒸發(fā)器C.刮板蒸發(fā)器D.強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述在化學(xué)反應(yīng)工程中，如何通過反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究來優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)的條件以提高反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率，并舉例說明。2、（本題5分）分析在化工儀表及自動(dòng)化控制中，如何選擇合適的測(cè)量儀表和控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工過程參數(shù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。3、（本題5分）解釋在化工過程的萃取精餾中，溶劑的加入方式和位置對(duì)分離效果的影響。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)吸附過程中，用活性炭吸附廢氣中的有機(jī)物，吸附平衡符合Freundlich方程，吸附劑用量為100kg，進(jìn)氣中有機(jī)物濃度為500mg/m3，出口濃度要求低于50mg/m3，計(jì)算吸附時(shí)間。2、（本題5分）某燃燒爐中進(jìn)行丙烷的燃燒反應(yīng)C?H?+5O?→3CO?+4H?O，進(jìn)料中丙烷和氧氣的摩爾比為1:5，丙烷的流量為8mol/s，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為90%，計(jì)算生成二氧化碳和水的流量。3、（本題5分）在一個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2A+3B→4C，反應(yīng)熱為-150kJ/mol，進(jìn)料中A、B的摩爾比為2:3，入口溫度為450K，比熱容分別為CpA=90J/(mol·K)，CpB=110J/(mol·K)，CpC=130J/(mol·K)。假設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化率為70%，計(jì)算出口溫度。4、（本題5分）進(jìn)行一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)速率方程為-rA=kpA^0.5，其中k=0.1mol/(m2·s·kPa^0.5)，壓力pA為20kPa。催化劑顆粒為球形，直徑為5mm，有效擴(kuò)散系數(shù)為1×10^(-5)m2/s。計(jì)算催化劑的內(nèi)擴(kuò)散有效因子。5、（本題5分）某化工廠進(jìn)行裂解反應(yīng)，原料為乙烷，反應(yīng)溫度為800℃，壓力為1MPa，反應(yīng)產(chǎn)物包括乙烯、丙烯等。已知反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程和熱力學(xué)參數(shù)，計(jì)算乙烷的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化學(xué)工程研究所在進(jìn)行一項(xiàng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論模型存在