长江职业学院《精细化工反应设备与计算》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《精细化工反应设备与计算》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15个小题，每小题2分，共30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、在化工生产中的结晶器设计中，以下哪个因素对晶体的粒度分布影响最大？（）A.溶液的过饱和度控制B.结晶器的搅拌强度C.结晶器的材质D.结晶器的形状2、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积3、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰4、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重5、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的措施之一。以下哪种余热回收方式的效率通常较低？（）A.直接热交换B.余热发电C.热泵回收D.自然散热6、在化工分离过程中，离心分离是利用离心力实现分离的方法。对于一个固液混合物的离心分离过程，以下关于离心分离因数的影响因素，不正确的是：（）A.离心机的转速B.混合物的密度差C.离心机的半径D.分离时间7、在化工热力学中，对于混合物的热力学性质计算，以下哪种方法通常需要较多的实验数据支持？（）A.状态方程法B.活度系数法C.理想溶液模型D.正规溶液模型8、在化工过程的节能减排措施中，能量集成技术发挥着重要作用。对于一个包含多个热交换过程的化工系统，以下哪种能量集成方法能够最大程度地提高能源利用效率？（）A.热交换网络优化B.热泵技术应用C.余热锅炉利用D.以上都是9、化工生产中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于干燥过程中的热质传递，以下描述不准确的是（）A.热量传递和质量传递同时进行B.干燥速率取决于内部扩散和表面汽化C.湿空气的性质对干燥效果影响不大D.干燥介质的选择很重要10、在化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，以下哪种方法在高压条件下更为适用？（）A.理想溶液模型B.活度系数法C.状态方程法D.经验关联式11、在化工反应工程中，以下哪种反应器内的物料浓度随时间和空间变化？（）A.间歇釜式反应器B.连续釜式反应器C.平推流反应器D.全混流反应器12、在化学反应动力学中，研究反应级数的确定方法时，以下关于初始速率法的特点，不正确的是：（）A.只需要测量反应初始阶段的速率B.可以消除产物的影响C.适用于复杂反应D.实验操作简单13、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少14、在化工设备的选材中，以下哪种材料通常用于高温高压且有腐蚀性介质的工况？（）A.碳钢B.不锈钢C.钛合金D.铜合金15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）化工过程中的蒸发操作中，蒸发器的类型和特点对于选择合适的蒸发工艺具有重要意义。请详细介绍各种蒸发器的结构和工作原理，如中央循环管式蒸发器、外加热式蒸发器等，并分析它们的优缺点和适用场合。2、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的电渗析技术，包括电渗析的原理、膜组件设计以及在脱盐、废水处理等方面的应用。3、（本题5分）在化学反应工程中，讨论复杂反应网络的分析方法，包括确定关键反应步骤和简化反应网络的策略，并分析如何通过实验和模拟手段获取反应网络的信息。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某理想气体在绝热条件下经过一个节流阀，从压力5MPa、温度300K膨胀到压力1MPa。已知气体的绝热指数为1.4，计算膨胀后气体的温度。2、（本题5分）一个套管换热器，内管走热流体，外管走冷流体。热流体进口温度为180℃，出口温度为120℃，流量为3000kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·℃)。冷流体进口温度为30℃，流量为5000kg/h，比热容为4.0kJ/(kg·℃)。总传热系数为800W/(m²·℃)，内管外径为50mm，壁厚2.5mm。计算传热面积。3、（本题5分）在一个均相反应釜中进行二级不可逆反应2A+B→C，反应速率常数为3L^2/(mol^2·s)。初始时A的浓度为1.5mol/L，B的浓度为1mol/L，反应2小时后A的浓度变为0.5mol/L，求反应釜的体积。4、（本题5分）一个化学反应器中进行可逆反应A⇌B，正反应速率常数为5L/(mol·min)，逆反应速率常数为2L/(mol·min)，初始时A的浓度为3mol/L，反应进行1小时后，计算A和B的浓度。5、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应为A→2B，反应速率方程为r=kC_A，其中k=0.5mol/(L·s)，进料中A的浓度为2mol/L，气体流速为5L/s。若流化床的体积为50L，计算反应器出口处A和B的浓度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工项目在运营过程中，需要进行安全生产管理，以确保员工生命安全和企业财产安全。请分