株洲师范高等专科学校《化工综合实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工综合实验》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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20个小题，每小题1分，共20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、在化工过程的经济评价中，以下哪个指标能够综合考虑投资和运营成本？（）A.内部收益率B.净现值C.投资回收期D.成本效益比2、在化工流体输送中，离心泵是常用的设备之一。当离心泵的安装高度过高时，可能会出现什么问题？（）A.流量增大B.扬程降低C.发生气蚀现象D.效率提高3、对于化工中的膜分离技术，以下关于反渗透膜的分离原理，哪一项是恰当的？（）A.反渗透膜是一种半透膜，在压力作用下，溶剂从高浓度溶液一侧透过膜向低浓度溶液一侧迁移，实现混合物的分离B.反渗透膜的分离只取决于膜的孔径大小，与溶液的性质和压力无关C.反渗透膜分离过程中，溶质会在膜表面沉积，导致膜的通量逐渐下降D.反渗透膜只能用于分离水溶液，对有机溶液的分离效果很差4、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。以下关于膜分离过程的特点，哪种描述是不正确的？（）A.分离效率高B.操作条件温和C.适用范围广D.膜的成本低且易于维护5、化工过程中的结晶操作常用于分离和提纯物质。对于一种溶解度随温度变化较大的物质，以下哪种结晶方法能够获得更高纯度的产品？（）A.冷却结晶B.蒸发结晶C.真空结晶D.溶析结晶6、化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，活度系数模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性较强，以下哪种活度系数模型可能更准确？（）A.威尔逊模型B.理想溶液模型C.正规溶液模型D.非随机双液模型7、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节8、在化工分离过程中，结晶是一种常用的分离方法。对于一个溶液结晶过程，以下关于影响晶体生长速度的因素，不正确的是：（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.晶体的粒度D.溶液的温度9、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（）A.对溶质的溶解能力B.与原溶剂的互溶性C.萃取剂的价格D.萃取剂的挥发性10、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（）A.水B.空气C.冷冻盐水D.导热油11、在化工原理中，研究流体流动时，雷诺数是一个重要的无量纲参数。当雷诺数大于4000时，流体的流动状态通常为：（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法确定12、在化工过程的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，以下哪种措施是最为关键的？（）A.采用密封容器B.控制温度和压力C.安装防爆设备D.加强人员培训13、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（）A.考虑了分子间的引力和斥力B.适用于所有压力范围C.计算精度较高D.形式较为简单14、在化工生产中，经常需要对混合物进行分离。对于一个沸点差较小的液体混合物，以下哪种分离方法的分离效果更好？（）A.普通精馏B.萃取精馏C.共沸精馏D.膜分离15、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16、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（）A.间歇反应法B.连续流动法C.示踪法D.静态法17、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间18、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制19、在化工安全评价中，故障树分析是一种常用的方法。以下关于故障树分析的目的，不正确的是：（）A.确定系统的可靠性B.找出系统的薄弱环节C.预测系统的故障概率D.优化系统的工艺流程20、在化工传热过程中，增加传热面积可以提高传热效率。以下哪种方式增加传热面积的效果最显著？（）A.增加管道长度B.增加管道直径C.使用翅片管D.增加换热器的数量二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析在化工反应工程中，如何评估反应器的性能和进行反应器的放大设计。2、（本题5分）化工生产中的结晶操作常用于提纯和分离物质。请论述结晶过程的原理和影响晶体质量的因素，以及如何控制这些因素获得高质量的晶体。3、（本题5分）在化工热力学中，克劳修斯-克拉佩龙方程在描述纯物质相变过程中的蒸汽压与温度关系时具有重要应用。请阐述克劳修斯-克拉佩龙方程的推导过程和应用条件，并举例说明如何利用该方程计算相变过程的蒸汽压。4、（本题5分）化工热力学中的相平衡关系对于多相系统的研究和分离过程的设计非常重要，请说明常见的二元气液平衡相图（如压力-组成图、温度-组成图等）的特点和应用。5、（本题5分）解释在化工热力学的实际气体状态方程中，对比态原理的应用和意义。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个化工项目在建设过程中面临资金紧张、工期延误等问题。分析造成这些问题的原因，并提出解决办法以确保项目顺利进行。2、（本题5分）一家橡胶生产企业需要提高橡胶的耐臭氧性。请分析从化学工程角度可以采取哪些方法。3、（本题5分）在食品添加剂生产领域，某企业需要确保产品符合食品安全标准。请分析在化学工程方面的控制要点。4、（本题5分）在化工新材料领域，某企业计划开发一种自修复材料。请分析该项目在化学工程方面的技术挑战。5、（本题5分）某化工项目在运营过程中，需要进行环境保护技术创新，以提高企业的环保水平。请分析环境保护技术创新的方向和途径。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个膜分离过程中，用反渗透膜处理含盐量为5000ppm（质量分数）的海水。膜的截留率为99%，操作压力为5MPa，渗透通量为10L/(m²·h)。设计一个处理能力为1000m³/d的反渗透装置，计算所需膜面积和能耗（假设渗透压与浓度成正比，比例系数为0.8MPa/ppm）。2、（本题10分）在一个间歇釜式反应器中进行如下反应：3A→B+2C，初始时A的浓度