南京理工大学紫金学院《化工设计概论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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，萃取操作常用于分离沸点相近的混合物。以下关于萃取剂的选择原则，哪种说法是不准确的？（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.易于回收D.价格越便宜越好2、在化工热力学中，以下哪种状态方程在计算高温高压下气体的性质时较为准确？（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.Redlich-Kwong方程D.Peng-Robinson方程3、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度4、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度5、对于化工过程中的吸附平衡，以下哪种吸附等温线模型常用于描述低浓度下的吸附行为？（）A.Langmuir吸附等温线B.Freundlich吸附等温线C.BET吸附等温线D.以上模型均可6、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7、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（）A.回流比B.进料位置C.塔釜加热量D.塔顶采出量8、在化工传质过程中，分子扩散和涡流扩散都对物质的传递起着重要作用。以下关于这两种扩散方式的比较，哪项是不正确的？（）A.分子扩散的速率通常小于涡流扩散B.分子扩散与浓度梯度成正比，涡流扩散与浓度梯度无关C.分子扩散发生在静止或层流流体中，涡流扩散发生在湍流流体中D.分子扩散系数与流体的温度无关，涡流扩散系数与温度有关9、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（）A.依靠压力差作为推动力B.利用膜的选择性透过性C.溶质会透过膜进入渗透液D.适用于分离小分子物质10、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（）A.对原料进行预处理B.控制反应温度和压力C.定期对催化剂进行再生D.以上都是11、在化工过程模拟中，常用的软件可以帮助优化工艺参数。以下关于化工过程模拟软件的功能和应用，不准确的是（）A.可以预测产品质量B.不能进行成本估算C.能够优化操作条件D.辅助设计工艺流程12、在化工过程的优化中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个生产过程，若要在保证产品质量的前提下降低成本，以下哪种措施通常是首先考虑的？（）A.改进工艺路线B.更换原材料C.增加设备投资D.减少劳动力投入13、化工原理中，对于过滤操作，若过滤压差增大，过滤速率会如何变化？（）A.线性增大B.非线性增大C.不变D.先增大后不变14、化工中的流化床燃烧技术在废弃物处理中有应用。在流化床燃烧过程中，以下哪个因素对燃烧效率的影响最为显著？（）A.流化速度B.床料的性质C.燃料的粒度D.过剩空气系数15、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（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。2、（本题5分）阐述在化学反应工程中，如何通过反应动力学的研究来优化化学反应的条件以提高反应的选择性和转化率，并举例说明。3、（本题5分）在化学反应工程中，讨论反应速率的实验测定方法，包括间歇法、连续法和脉冲法等，并分析如何处理实验数据以获得准确的反应速率表达式。4、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工过程模拟软件的应用，包括如何建立准确的数学模型、输入参数的选择以及模拟结果的分析和优化。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂用板式塔分离二元混合物，进料中轻组分的摩尔分数为0.45，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数为0.95，塔釜液中轻组分的摩尔分数为0.05，相对挥发度为2.5，回流比为3.5，计算理论塔板数。2、（本题5分）某化工厂使用吸收塔处理含氨气的废气，进口气体中氨气的浓度为10%（体积分数），尾气要求氨气浓度不超过0.5%（体积分数）。吸收剂为水，气液比为20，平衡关系为Y=0.8X。计算所需的传质单元数。3、（本题5分）在一个萃取过程中，用有机溶剂从水溶液中萃取溶质A。已知水相体积为80L，初始溶质A浓度为8g/L，有机相体积为40L，分配系数为1.8。求一次萃取后水相中溶质A的浓度。4、（本题5分）一个反渗透过程中，处理含盐量为1000ppm的水，反渗透膜的脱盐率为95%，产水流量为1000L/h，计算浓水的含盐量和浓水流量。5、（本题5分）在一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.1mm，密度为2000kg/m3，流化气体的密度为1.2kg/m3，粘度为0.018Pa·s。计算最小流化速度和带出速度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家以生产催化剂为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和催化性能要求。分析如何开发出环保型催化剂产品。2、（本题10分）在医药中间