郑州电子信息职业技术学院《轻化工程》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页郑州电子信息职业技术学院《轻化工程》

2023-2024学年第一学期期末试卷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、在化工过程的优化中，数学模型的建立是重要的一步。以下关于数学模型的作用，哪种表述是不全面的？（）A.预测过程性能B.指导实验研究C.直接确定最优操作条件D.分析过程的敏感性2、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。以下哪项不是经济因素的主要考虑内容？（）A.设备投资成本B.原材料价格C.反应动力学参数D.产品市场价格3、化工分离过程中的吸附操作常用于气体和液体的净化。对于一个固定床吸附器，若吸附剂的吸附容量达到饱和，需要进行再生。以下哪种再生方法通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生4、在化工原理的学习中，流体流动的阻力计算是基础内容之一。以下关于摩擦系数的确定方法，不正确的是（）A.可以通过实验测定B.可以根据经验公式计算C.与管道粗糙度无关D.与流体的流动状态有关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、在化工中的流化床反应器，关于其特点和适用范围，以下哪种表述是准确的？（）A.流化床反应器内固体颗粒处于流化状态，传热传质效率高，适用于强放热反应和要求有均一温度和浓度的反应B.流化床反应器的操作简单，对物料的粒度和密度没有要求C.流化床反应器的气体返混严重，转化率低，只适用于一些简单的反应D.流化床反应器内固体颗粒容易磨损和带出，增加了后续分离和回收的难度7、化工中的搅拌设备用于混合物料和促进反应。对于搅拌器的类型和选型依据，以下描述不正确的是（）A.桨式搅拌器适用于低粘度液体B.涡轮式搅拌器搅拌强度大C.搅拌器的选型只考虑搅拌效果D.要考虑物料性质和工艺要求8、化工生产中的膜分离过程除了反渗透，还有超滤、纳滤等。以下关于这些膜分离过程的特点和应用，不正确的是（）A.超滤能截留大分子物质B.纳滤的截留分子量介于超滤和反渗透之间C.膜分离过程不受操作压力影响D.可以用于废水处理和物质分离9、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常见的方法之一。对于一个长期处于强酸环境中的设备，以下哪种涂层材料的防腐性能最为优越？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚四氟乙烯涂层D.酚醛树脂涂层10、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低11、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12、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定13、在化工传热设备中，热管具有高效的传热性能。热管内部的工作液体在蒸发段蒸发，在冷凝段冷凝，其传热过程主要依靠什么原理？（）A.热传导B.热对流C.热辐射D.相变传热14、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器15、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何通过添加晶习改变剂来控制晶体的外形和生长习性。2、（本题5分）详细说明在化工过程的过滤操作中，如何进行过滤机的选型和过滤面积的计算。3、（本题5分）化工热力学中的相律在分析多相平衡系统中具有重要作用，请解释相律的表达式和含义，并通过实例说明如何应用相律确定系统的自由度和平衡相数。4、（本题5分）论述在化工过程的吸收操作中，如何根据气体组成和处理要求选择合适的吸收设备。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂需要设计一个换热器，用热流体将冷流体从20℃加热到80℃。热流体进口温度为120℃，出口温度为80℃，冷流体流量为2000kg/h，比热为4.2kJ/(kg·℃)，总传热系数为800W/(m²·℃)，计算所需的换热面积。2、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，空气初始状态为压力100kPa，温度300K，压缩后压力为500kPa，已知空气的比热容比为1.4，求压缩后的温度和压缩功。3、（本题5分）在一个吸收塔中，用清水吸收混合气中的氨气。混合气中氨气的分压为2kPa，总压为101.3kPa，气相传质系数为0.08kmol/(m^2·s·kPa)，液相传质系数为0.05kmol/(m^2·s·kmol/m^3)，亨利系数为150kPa。计算吸收过程的传质速率。4、（本题5分）有一精馏塔，进料为含苯40%（摩尔分数，下同）和甲苯60%的混合物，进料量为100kmol/h。要求塔顶馏出液中苯的含量不低于90%，塔底釜残液中苯的含量不高于10%。已知相对挥发度为2.5，求最小回流比和理论板数。5、（本题5分）一个连续精馏塔分离乙醇和水的混合物，进料组成乙醇的摩尔分数为0.3，进料量为1000kmol/h，塔顶馏出液中乙醇的摩尔分数要求达到0.9，塔底釜液中乙醇的摩尔分数为0.05。回流比为3，求塔顶馏出液和塔底釜液的流量。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家化工企业在生产过程中需要进行库存管理，以确保原材料和产品的合理库存水平。分析库存管理的