安徽大学《化工原理》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页安徽大学《化工原理》

2023-2024学年第一学期期末试卷院(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、化工中的膜分离技术在许多领域得到了广泛应用。对于分离小分子和大分子混合物，以下哪种膜材料和膜结构的组合最为合适？（）A.陶瓷膜，对称结构B.聚合物膜，不对称结构C.金属膜，多孔结构D.无机膜，复合结构2、在化工分离过程中，蒸馏是一种广泛应用的分离方法。对于一个二元理想混合物的简单蒸馏过程，以下关于馏出液组成的变化，正确的是：（）A.馏出液组成逐渐降低B.馏出液组成逐渐升高C.馏出液组成保持不变D.馏出液组成先升高后降低3、在化学吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。当吸收一个具有较高溶解度的气体时，以下关于吸收剂性能的要求，不正确的是：（）A.吸收剂的化学稳定性要高B.吸收剂的挥发性要低C.吸收剂的粘度要大D.吸收剂与被吸收气体的反应速率要快4、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定5、在化工反应的催化剂中毒现象中，以下哪种物质通常不是导致催化剂中毒的常见因素？（）A.重金属离子B.惰性气体C.硫化物D.卤素化合物6、化工过程中的质量传递现象普遍存在。在进行气体吸收操作时，如果要提高吸收剂对气体溶质的吸收率，以下哪个措施最为可行？（）A.增加吸收剂的流量B.降低吸收温度C.减小吸收塔的高度D.增大气体流速7、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差8、在化工流体流动中，当流体流经管道时会产生阻力损失。对于层流和湍流两种流动状态，以下关于阻力损失的特点，哪项描述是不正确的？（）A.层流的阻力损失与流速的一次方成正比B.湍流的阻力损失与流速的平方成正比C.层流的阻力损失通常小于湍流D.湍流的阻力损失与管道粗糙度无关9、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10、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.热管换热器11、在化工分离过程中，吸附分离常用于气体和液体的净化。对于一个物理吸附过程，以下关于吸附剂再生的方法，不正确的是：（）A.加热解吸B.降压解吸C.置换解吸D.化学方法解吸12、在化工反应工程中，对于一个串联反应，如果中间产物是期望产物，以下哪种操作方式有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力13、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以14、在化工安全管理中，应急预案的制定是重要环节。以下关于应急预案内容的描述，不正确的是：（）A.应急组织机构和职责B.事故预防措施C.详细的工艺流程图D.应急响应程序15、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在化工工艺设计中，如何综合考虑原材料的选择、反应路线的确定、分离和提纯步骤的安排以及三废处理等方面，以实现经济和环保的生产。2、（本题5分）化学反应工程中，讨论气固相催化反应的宏观动力学，包括内扩散和外扩散对反应速率的影响，以及如何确定反应的控制步骤。3、（本题5分）化工分离过程中的萃取精馏是一种特殊的精馏方法。请详细介绍萃取精馏的原理和适用范围，并讨论如何选择合适的萃取剂和操作条件。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.5h^(-1)。进料中A的浓度为2mol/L，进料流量为10L/h，反应器体积为50L。计算反应器出口处A的浓度。2、（本题5分）一个连续操作的釜式反应器进行一级不可逆反应，反应速率常数为0.3h^-1，进料浓度为3mol/L，体积流量为10L/h，反应器体积为50L，计算出口浓度。3、（本题5分）一个化工厂需要将一种混合气体进行压缩，混合气体的组成为氮气70%（体积分数）、氧气20%、二氧化碳10%。初始压力为1atm，温度为300K，需要压缩至10atm。假设压缩过程为绝热过程，绝热指数为1.4，计算压缩后的温度。4、（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100L，初始溶质A浓度为10g/L，有机相体积为50L，分配系数为2。求一次萃取后水相中溶质A的浓度。5、（本题5分）一个间歇反应釜进行二级反应A→B，反应速率常数为2L/(mol·h)，初始浓度为4mol/L，反应3小时后，求反应物A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）某化学工程实验室在进行一项新材料的研发时，发现材料的力学性能达不到预期要求。请分析影响材料力学性能的因素，并提出改进材料性能的实验方案。2、（本题10分）某化学工程研究所