黄冈师范学院《化工分离工程》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工分离工程》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，其熵值是增加还是减少？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少2、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（）A.固定支架B.滑动支架C.导向支架D.弹簧支架3、在化学反应器的设计中，需要考虑多种因素以确保反应的高效进行。对于一个气固相催化反应，以下哪个因素对反应速率的影响相对较小？（）A.催化剂的孔径大小B.反应物的浓度C.反应容器的材质D.催化剂的活性4、对于化工生产中的节能技术，以下关于夹点技术的描述，哪一项是准确的？（）A.夹点技术是通过分析过程系统中的物流和能流，找出系统用能的“瓶颈”，从而实现节能优化B.夹点技术只能用于热交换网络的优化，对其他化工单元操作的节能没有帮助C.夹点技术的应用需要复杂的计算和专业软件，实际操作难度大，效果不明显D.夹点技术是一种过时的节能技术，已经被新的技术所取代5、对于化工中的传热设备，以下关于换热器的强化传热方法，哪一项是正确的？（）A.换热器的强化传热方法包括增大传热面积、提高传热系数和增大平均温差。增大传热面积可以采用翅片管、波纹管等；提高传热系数可以通过增加流体的流速、改变流动状态等；增大平均温差可以采用逆流操作等B.强化传热只需要增大传热面积，其他方法效果不明显C.提高流体的流速会增加阻力损失，因此不应采用这种方法来强化传热D.顺流操作比逆流操作的平均温差大，更有利于强化传热6、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力7、在化工设备的防腐措施中，涂层防腐是一种常见的方法。对于一个处于腐蚀性环境中的设备，以下关于涂层选择的考虑因素，不正确的是：（）A.涂层的颜色B.涂层的耐腐蚀性C.涂层与基体的结合力D.涂层的施工性能8、化工原理中，对于精馏塔的设计，若要提高塔顶产品的纯度，同时保持一定的处理量，以下哪种方法可行？（）A.增加塔板数B.减小回流比C.降低塔釜温度D.增大进料量9、化学反应工程是化学工程的重要分支。在一个间歇式搅拌反应器中进行不可逆的一级反应，若要提高产物的收率，以下哪种操作方式最为有效？（）A.增加反应物浓度B.升高反应温度C.延长反应时间D.加快搅拌速度10、在化工过程的能量分析中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，哪项表述是不正确的？（）A.熵增原理可用于判断过程的可行性B.绝热不可逆过程的熵增大于零C.熵增越大，过程的能量利用效率越高D.可逆过程的熵增为零11、在化工热力学中，对于真实气体的压缩因子，以下哪个因素对其影响最大？（）A.温度B.压力C.气体的种类D.以上因素影响程度相同12、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（）A.流化床干燥器B.厢式干燥器C.喷雾干燥器D.回转圆筒干燥器13、化学反应工程中，对于气固相催化反应的内扩散影响，以下描述不正确的是（）A.会降低反应速率B.可以通过减小催化剂颗粒尺寸来消除C.对所有反应的影响程度相同D.与反应物的分子大小有关14、在化工流体流动中，阻力损失是不可避免的。关于直管阻力损失和局部阻力损失的计算方法，不正确的是（）A.直管阻力损失可用范宁公式计算B.局部阻力损失系数只与管件形状有关C.两者都与流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力损失15、在化工流体流动中，对于突扩管的局部阻力系数，主要取决于管径的变化比例。若管径突然扩大两倍，局部阻力系数会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在化工设备的无损检测中，各种检测方法的原理、适用范围和优缺点。2、（本题5分）解释在化工工艺设计中，如何综合考虑原材料的选择、反应路线的确定、分离和提纯步骤的安排以及三废处理等方面，以实现经济和环保的生产。3、（本题5分）在化学反应工程中，反应级数的确定对于理解反应动力学至关重要。请论述确定反应级数的实验方法和数据分析方法，并举例说明。4、（本题5分）分析在化学反应器的设计中，如何根据反应类型和反应条件选择合适的反应器类型，如间歇式、连续式等。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个绝热固定床反应器中进行气固相催化反应，反应方程式为2A+B→3C。已知进料中A、B的摩尔比为2:1，总进料流量为10mol/h，反应温度为500K，反应热为-50kJ/mol。假设反应为拟均相一级反应，速率常数与温度的关系为k=10^5*exp(-5000/T)，计算达到80%转化率时所需的催化剂质量。2、（本题5分）在一个管式换热器中，热流体进口温度为300°C，出口温度为200°C，冷流体进口温度为100°C，出口温度为180°C。热流体的比热容为1.5kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为2.0kJ/(kg·K)，质量流量均为5kg/s，计算换热器的热负荷。3、（本题5分）有一燃烧反应C3H8+5O2→3CO2+4H2O，已知丙烷（C3H8）的进料流量为10mol/s，氧气（O2）过量20%，求氧气的进料流量和反应生成二氧化碳（CO2）的流量。4、（本题5分）某气体混合物由A、B、C三种组分组成，总压为800kPa，摩尔分数分别为0.3、0.5、0.2，温度为300K。已知A、B、C的临界温度分别为150K、200K、300K，临界压力分别为4000kPa、5000kPa、6000kPa，求混合物的对比温度和对比压力。5、（本题5分）在一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为180°C和120°C，冷流体的进出口温度分别为80°C和110°C。若热流体的热容量流率为2000W/K，冷流体的热容量流率为1500W/K，计算对数平均温差。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家涂料生产企业的产品出现了流平性差的问题。请分析原因并提出改进措施。2、（本题10分）某化工企业在进行供应链管理时，发现原材料供应不稳定，影响了生产进度。请分析原材料供应不稳定的原因，并提出