北京理工大学《化工设计》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、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2、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（）A.流化床的压降B.颗粒的带出速度C.气体的空塔速度D.床层的膨胀比3、关于化工过程中的膜分离应用，以下哪种膜分离过程不是用于分离气体混合物？（）A.反渗透B.气体渗透C.膜基吸收D.变压吸附4、在化学工程中，对于多相反应体系的研究至关重要。当进行气液固三相反应时，以下哪个因素对反应速率的影响最为复杂且难以准确预测？（）A.气体的扩散速率B.液体的搅拌速度C.固体催化剂的孔隙结构D.三相之间的接触面积5、在化学反应工程中，对于一个自催化反应，以下哪种操作方式可能导致反应失控？（）A.连续进料B.间歇操作C.半间歇操作D.以上操作方式都不会导致失控6、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定7、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8、在化工生产中的干燥过程，以下关于湿物料中水分的分类，哪种说法是正确的？（）A.结合水比非结合水更难去除B.自由水比结合水更容易去除C.平衡水分可以通过干燥完全去除D.以上说法都不正确9、在化工热力学的研究中，以下哪个热力学定律是判断过程自发方向的依据？（）A.热力学第一定律B.热力学第二定律C.热力学第三定律D.盖斯定律10、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11、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个投资较大但运行成本较低的工艺方案，以下关于其经济性的评价，正确的是：（）A.一定是经济可行的B.一定是不经济的C.需要通过详细的经济分析来确定D.仅根据投资和运行成本无法判断12、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送13、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的手段之一。对于高温废气的余热回收，以下哪种换热器较为适用？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.翅片管换热器D.螺旋板式换热器14、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略15、在化工设备的防腐措施中，阴极保护是一种常见的方法。对于一个处于电解质溶液中的金属设备，以下哪种阴极保护方式更为有效？（）A.牺牲阳极法B.外加电流法C.涂层与阴极保护结合D.以上效果相同二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在化工热力学的研究中，如何利用相图来分析和理解物质的相变过程和相平衡关系。2、（本题5分）解释在化工过程的液液萃取中，相比的选择对萃取效果的影响及确定方法。3、（本题5分）分析在化工废气治理中，如何针对不同类型的废气成分和浓度，采用有效的治理技术，如吸附、燃烧和催化转化等。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）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，气体流速为2m/s，气体密度为1.2kg/m³，摩擦系数为0.8，计算催化剂的带出速度。2、（本题5分）在一个绝热膨胀过程中，某理想气体从初始压力800kPa、温度450K膨胀到终压200kPa。已知气体的比热容比为1.3，计算膨胀后的气体温度。3、（本题5分）在一个管壳式换热器中，热流体进口温度为200°C，出口温度为150°C，冷流体进口温度为50°C，出口温度为100°C。热流体的质量流量为1000kg/h，比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的质量流量为800kg/h，比热容为4kJ/(kg·K)，求换热器的传热面积。假设总传热系数为500W/(m²·K)。4、（本题5分）一个列管式换热器，用150℃的热油将流量为1800kg/h的某液体从30℃加热到100℃。已知液体的比热容为2.8kJ/(kg·℃)，换热器的总传热系数为600W/(m²·℃)，换热面积为12m²。计算热油的出口温度。5、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行如下复合反应：A→B（r1=k1[A]），A→C（r2=k2[A]^2），其中k1=0.2h^-1，k2=0.03L/(mol·h)，初始时A的浓度为4mol/L，反应5小时后，计算B和C的生成量。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工企业在市