四川汽车职业技术学院《传质与分离工程》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《传质与分离工程》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、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2、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3、在化工燃烧过程中，为了实现完全燃烧，需要控制合适的空气量。当空气量不足时，会产生哪些不良后果？（）A.燃烧温度升高B.燃料利用率提高C.产生有害气体D.燃烧速度加快4、对于化工过程中的萃取过程，以下哪种情况下萃取剂的用量需要增加？（）A.溶质在原溶剂中的溶解度增大B.溶质在萃取剂中的溶解度减小C.原溶剂与萃取剂的互溶性增强D.萃取相和萃余相的分离难度增大5、关于化工过程中的流化床反应器，以下哪种情况不是其常见的操作问题？（）A.沟流现象B.腾涌现象C.催化剂磨损D.反应温度过低6、在化工过程的控制系统中，需要选择合适的控制变量和被控变量。对于一个具有多个输入和输出的复杂化工过程，以下哪个方法能够更有效地确定控制变量和被控变量？（）A.经验判断B.灵敏度分析C.统计分析D.模拟计算7、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8、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力9、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高10、化工中的膜分离过程在废水处理中有广泛应用。对于含有高浓度有机物的废水，以下哪种膜分离技术的处理效果更好？（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透11、在化学反应工程中，研究反应速率与反应物浓度、温度等因素的关系至关重要。对于一个复杂的多步反应，以下关于反应速率控制步骤的说法，正确的是：（）A.控制步骤的反应速率最快B.控制步骤决定了整个反应的速率C.控制步骤的反应物浓度最高D.控制步骤受温度影响最小12、在化工过程的优化设计中，以下哪个方面的考虑对于减少环境污染最为重要？（）A.选择清洁的原料B.优化反应条件C.采用高效的分离技术D.设计合理的废物处理方案13、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14、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性15、对于化工中的干燥过程，以下关于干燥速率曲线的阶段划分，哪一个是准确的？（）A.干燥速率曲线通常分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，恒速干燥阶段主要受表面汽化控制，降速干燥阶段主要受内部扩散控制B.干燥速率曲线只有恒速干燥阶段，不存在降速干燥阶段C.干燥速率曲线的阶段划分取决于干燥介质的温度和湿度，与物料的性质无关D.干燥速率曲线的降速干燥阶段，干燥速率与物料的含水量成正比二、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）化学反应的速率不仅取决于反应物的浓度，还受到温度的显著影响。请结合阿伦尼乌斯方程，详细解释温度对反应速率的影响机制。3、（本题5分）论述化学反应工程中，影响化学反应速率的因素有哪些，以及如何通过控制这些因素来优化反应过程。4、（本题5分）在化工分离过程中，萃取操作常用于分离溶质在两种互不相溶溶剂中的分配，请说明萃取过程的基本原理，包括萃取剂的选择和萃取相平衡的计算方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个吸收塔用清水吸收空气中的丙酮，进气中丙酮的摩尔分数为0.05，气体流量为800m3/h，塔径为1.5m，液泛气速为2m/s，操作气速为0.8倍液泛气速。计算塔的高度。2、（本题5分）在一个吸收塔中，用乙醇胺溶液吸收二氧化碳，进塔气体中二氧化碳的分压为10kPa，出塔气体中二氧化碳的分压为1kPa，乙醇胺溶液的浓度为0.5mol/L，气液接触面积为20m^2，传质系数为0.08kmol/(m^2·h·kPa)，求二氧化碳的吸收速率。3、（本题5分）有一反应釜进行二级不可逆反应A→3B，反应速率常数为0.4L/(mol·s)，初始浓度为4mol/L，反应进行5s后，求反应物A的转化率。4、（本题5分）在一个绝热填充床反应器中进行三级不可逆反应2A+B→3C，反应速率常数为5×10^4L^2/(mol^2·s)。进料中A的浓度为3mol/L，B的浓度为2mol/L，进料流量为4L/s，反应器体积为60L。计算反应的转化率。5、（本题5分）一个蒸发过程中，将10%（质量分数）的盐水溶液浓缩至30%，进料流量为1000kg/h，蒸发室的压力为20kPa（对应的饱和温度为60℃），加热蒸汽的温度为120℃，传热系数为1000W/(m²·℃)，计算所需的加热面积。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在化工新材料领域，某企业计划开发一种高性能的复合材料。请分析该项目在化学工程方面的关键问题。2、（本题10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