北京化工大学《化工应用软件实践》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷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、在化学反应器的设计中，以下哪种类型的反应器适用于反应速率慢且需要长时间反应的情况？（）A.间歇式反应器B.连续式反应器C.半连续式反应器D.流化床反应器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、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。对于光滑管内的湍流流动，以下哪个公式常用于计算摩擦系数？（）A.泊肃叶公式B.范宁公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊谡叶公式4、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（）A.优化反应条件B.改进分离工艺C.采用余热回收系统D.更换高效的动力设备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、在化工设备的设计中，对于承受外压的薄壁容器，以下哪个因素对于稳定性的影响最大？（）A.容器的直径B.容器的长度C.材料的强度D.壁厚7、在化学工程中，对于均相混合物的分离，以下哪种方法通常基于各组分沸点的差异？（）A.萃取B.蒸馏C.结晶D.吸附8、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9、关于化工生产中的喷雾干燥，以下哪种因素对产品颗粒大小的影响最为显著？（）A.进料速度B.喷雾压力C.干燥温度D.物料性质10、在化工分离过程中，液液萃取的分配系数是衡量萃取效果的重要参数。对于一个特定的萃取体系，以下关于分配系数的影响因素，不正确的是：（）A.萃取剂的种类B.被萃取物质的浓度C.温度D.压力11、在化工过程的安全评估中，危险与可操作性分析（HAZOP）是常用的方法之一。以下关于HAZOP分析的主要目的，哪种说法是不准确的？（）A.识别潜在的危险B.评估风险的大小C.提出改进措施D.确定事故的责任方12、化工过程中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在一个单效蒸发器中，若进料的温度升高，蒸发器的生产能力会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小13、化工中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在多效蒸发过程中，以下哪个因素对蒸发器的总传热系数影响最大？（）A.加热蒸汽的温度B.溶液的沸点升高C.蒸发器的结垢D.效间的温差损失14、在化学反应器的设计中，需要考虑物料的流动模式。对于理想的平推流反应器，以下关于其特点的描述，不正确的是：（）A.不存在返混B.反应物浓度沿反应器长度逐渐变化C.不同停留时间的物料之间会混合D.反应速率只与反应器内位置有关15、在化工热力学的计算中，以下哪个热力学性质不是通过状态方程直接计算得到的？（）A.压力B.体积C.熵D.焓二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）请详细阐述化工过程中的冷冻结晶技术，包括冷冻结晶的原理、影响因素以及在化工分离和提纯中的应用和工艺优化。2、（本题5分）分析在化工过程的吸收塔设计中，塔径和塔高的计算方法和影响因素。3、（本题5分）简述在化工设备的腐蚀与防护中，如何分析腐蚀的原因和机理，采取有效的防护措施，如涂层、阴极保护和缓蚀剂等。4、（本题5分）解释在化工设备的制造过程中，焊接工艺的选择和质量控制要点。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某蒸馏塔分离乙醇（A）和水（B）的混合物，进料组成中乙醇的摩尔分数为0.3，进料热状态参数q=1.2，塔顶馏出液中乙醇的摩尔分数为0.8，塔釜液中乙醇的摩尔分数为0.05。回流比为4，相对挥发度为8。计算理论塔板数。2、（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。进料流量为10L/h，进料中A的浓度为2mol/L。求达到80%转化率时所需的反应器体积。假设反应混合物的体积流量不变。3、（本题5分）一个干燥过程中，将湿物料从初始含水量50%（湿基）干燥至10%（湿基），干燥速率曲线符合指数规律，干燥时间常数为2h，初始干燥速率为10kg/(m²·h)，计算干燥所需的时间和干燥面积。4、（本题5分）在一个萃取塔中，用有机溶剂萃取水溶液中的溶质A，进料水相中溶质A的浓度为20g/L，有机相流量为80L/h，水相流量为120L/h，分配系数为1.5。求单级萃取后有机相中溶质A的浓度和萃取率。5、（本题5分）在一个绝热恒容反应器中进行二级反应2A→B，初始浓度[A]₀=4mol/L，反应2小时后，A的浓度变为2mol/L。计算反应速率常数和反应的半衰期。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工企业在生产过程中需要进行环保设施建设和运行管理，以确保企业达标排放。分析环保设施建设和运行管理的要点。2、（本题10分