武汉生物工程学院《化工原理实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页武汉生物工程学院

《化工原理实验》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在化工分离过程中，膜分离的分离效率通常与膜的孔径和膜的材质有关。对于微滤膜，其分离的主要依据是？（）A.分子大小B.电荷性质C.溶解度D.化学亲和力2、在化工过程的控制系统中，需要选择合适的控制变量和被控变量。对于一个具有多个输入和输出的复杂化工过程，以下哪个方法能够更有效地确定控制变量和被控变量？（）A.经验判断B.灵敏度分析C.统计分析D.模拟计算3、化工生产中的结晶操作常用于提纯物质。对于结晶过程的影响因素，以下说法不正确的是（）A.溶液过饱和度是关键因素B.搅拌速度对结晶粒度有影响C.杂质的存在总是不利于结晶D.冷却速率会影响结晶形态4、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的手段之一。对于高温废气的余热回收，以下哪种换热器较为适用？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.翅片管换热器D.螺旋板式换热器5、在化工生产中的结晶过程中，以下哪种操作条件有利于得到大颗粒晶体？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.强烈的搅拌6、化工热力学在化工过程的设计和分析中起着重要作用。对于一个理想气体的绝热膨胀过程，若温度从300K下降到200K，其熵变是正值还是负值？（）A.正值B.负值C.零D.无法确定7、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染8、在化工流体输送中，离心泵是常用的设备之一。若输送的液体粘度增大，离心泵的扬程和流量会如何变化？（）A.扬程增大，流量增大B.扬程增大，流量减小C.扬程减小，流量增大D.扬程减小，流量减小9、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（）A.要考虑保温材料的导热系数B.保温层越厚越好C.要计算保温层的经济厚度D.考虑环境温度对保温效果的影响10、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。对于光滑管内的湍流流动，以下哪个公式常用于计算摩擦系数？（）A.泊肃叶公式B.范宁公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊谡叶公式11、在化工热力学中，研究纯物质的饱和蒸汽压与温度的关系时，安托尼方程是常用的经验公式。以下关于安托尼方程参数的获取方法，不正确的是：（）A.实验测定B.理论推导C.经验估算D.数据拟合12、在化学工程中，对于均相混合物的分离，以下哪种方法通常基于各组分沸点的差异？（）A.萃取B.蒸馏C.结晶D.吸附13、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略14、化工过程中的膜分离技术应用越来越广泛。对于反渗透膜分离过程，若要提高水的透过率，以下哪种方法可行？（）A.增加膜两侧的压力差B.降低膜两侧的压力差C.提高进料溶液的浓度D.降低进料溶液的温度15、在化工生产中，经常需要对物料进行混合。对于高粘度物料的混合，以下哪种搅拌器的混合效果通常更好？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.螺带式搅拌器二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）化学反应的选择性对于提高原料利用率和产品质量非常重要。请解释选择性的概念，并讨论在化工生产中如何提高反应的选择性。2、（本题5分）在化工设计中，需要进行物料衡算和能量衡算，请分别说明物料衡算和能量衡算的基本原理和步骤，并举例说明它们在化工过程设计中的应用。3、（本题5分）论述在化工反应工程中，如何进行反应系统的热稳定性分析和采取相应的控制措施。4、（本题5分）详细说明在化工生产的蒸发结晶联合操作中，工艺参数的优化和控制方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对某一化学反应，其反应级数为2，初始浓度为2mol/L，反应2小时后浓度变为1mol/L，求反应速率常数。2、（本题5分）一个板式换热器用于冷却高温液体，热流体进口温度为180°C，出口温度为100°C，流量为3000kg/h，比热容为2.2kJ/(kg·K)；冷流体进口温度为20°C，出口温度为60°C，流量为4000kg/h，比热容为4.0kJ/(kg·K)。求换热器的传热面积和总传热系数。3、（本题5分）某化工厂生产过程中进行反应2A+B→4C，反应速率方程为r=k*C_A^2*C_B，其中反应速率常数k=5m³/(kmol·s)。初始时，反应物A的浓度为5kmol/m³，反应物B的浓度为3kmol/m³，反应在一个体积为25m³的反应器中进行，经过6小时，求产物C的生成量。4、（本题5分）有一反应釜进行二级不可逆反应A→3B，反应速率常数为0.4L/(mol·s)，初始浓度为4mol/L，反应进行5s后，求反应物A的转化率。5、（本题5分）在一个绝热固定床反应器中进行如下反应：2A+3B→4C，反应热为-150kJ/mol，进料中A、B的摩尔比为2:3，入口温度为450K，比热容分别为CpA=90J/(mol·K)，CpB=110J/(mol·K)，CpC=130J/(mol·K)。假设反应达到平衡时，转化率为70%，计算出口温度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工厂的一个反应釜在进行反应时，需要防止物料粘壁。请分析原因并提出解决方法。