华东理工大学《高等分离工程》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20个小题，每小题1分，共20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、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在一个热传导过程中，若两种材料的热导率相差较大，界面处的温度分布会呈现怎样的特点？（）A.温度分布均匀B.温度在界面处发生突变C.温度在界面附近有较大的梯度D.温度在远离界面处有较大的梯度2、化工过程中的精馏操作是常见的分离方法。在一个连续精馏塔中，若进料组成发生变化，塔顶和塔底产品的纯度会受到怎样的影响？（）A.塔顶和塔底产品纯度均不变B.塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度不变C.塔顶产品纯度不变，塔底产品纯度降低D.塔顶和塔底产品纯度均可能发生变化3、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4、在化工精馏塔的设计中，若要提高塔的分离效率，可以采取多种措施。以下哪种措施对提高分离效率的作用相对较小？（）A.增加塔板数B.增大塔径C.优化塔板结构D.选择合适的回流比5、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6、在化工传递过程中，关于对流传热系数的影响因素，以下哪种表述是恰当的？（）A.对流传热系数只与流体的物理性质和流动状态有关，与换热器的结构无关B.对流传热系数与流体的流速、温度、黏度、热导率以及换热器的结构等多种因素都有关系C.对流传热系数主要取决于流体的温度，其他因素的影响可以忽略不计D.对流传热系数是一个固定值，不受任何外界条件的影响7、在化工生产中，催化剂的选择和使用对反应过程有着重要影响。对于一个可逆反应，以下哪种类型的催化剂能够同时提高正反应和逆反应的速率？（）A.正催化剂B.负催化剂C.选择性催化剂D.以上催化剂类型都可以8、在化工传递过程中，热传导是常见的传热方式之一。关于热传导的基本定律——傅里叶定律，以下说法错误的是（）A.热流密度与温度梯度成正比B.热导率是物质的固有属性C.热导率不受温度影响D.适用于稳态和非稳态传热9、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单10、化学反应工程是化学工程的重要分支。在一个间歇式搅拌反应器中进行不可逆的一级反应，若要提高产物的收率，以下哪种操作方式最为有效？（）A.增加反应物浓度B.升高反应温度C.延长反应时间D.加快搅拌速度11、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法12、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（）A.固定支架B.滑动支架C.导向支架D.弹簧支架13、在化工分离过程中，精馏塔的操作压力对分离效果有重要影响。一般来说，降低操作压力会导致以下哪种情况？（）A.相对挥发度增大B.相对挥发度减小C.塔板效率提高D.塔板数增加14、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（）A.安装防爆电气设备B.制定严格的操作规程C.进行静电消除处理D.配备消防灭火设备15、化学反应的速率常数不仅与温度有关，还与反应物的浓度有关。对于一个一级反应，当反应物浓度增加一倍时，速率常数会？（）A.增加一倍B.不变C.减小一半D.增加两倍16、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（）A.热阻越大，温差越大B.热阻越大，温差越小C.热阻与温差无关D.取决于传热系数17、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶18、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于一种热敏性物料，以下哪种干燥方法能够最大程度地保持物料的性质不发生改变？（）A.热风干燥B.冷冻干燥C.真空干燥D.喷雾干燥19、在化工分离过程中，精馏是常用的方法之一。当处理具有较大相对挥发度的混合物时，以下关于精馏塔所需理论塔板数的说法，正确的是：（）A.相对挥发度越大，理论塔板数越多B.相对挥发度越大，理论塔板数越少C.理论塔板数与相对挥发度无关D.相对挥发度对理论塔板数的影响不确定20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化学反应工程中，非均相催化反应占有重要地位。请阐述非均相催化反应的步骤，并分析如何提高非均相催化反应的效率。2、（本题5分）在化工分离过程中，膜蒸馏技术是一种新兴的分离方法，请阐述膜蒸馏的原理和类型，包括直接接触式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏等，并分析其在海水淡化和溶液浓缩等领域的应用前景和面临的挑战。3、（本题5分）简述在化工固体废弃物的处置和资源化利用中，如何通过分类、处理和回收等手段，减少废弃物对环境的影响并实现资源的最大化利用。4、（本题5分）在化工生产中，搅拌器的选择和设计对于反应和混合过程至关重要。请论述搅拌器的类型和工作原理，并分析如何根据不同的工艺要求选择合适的搅拌器。5、（本题5分）解释在化工过程系统工程中，如何运用数学模型和模拟方法对复杂的化工系统进行分析和优化，包括流程设计和操作条件的确定。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家以生产油墨为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和印刷性能要求。分析如何开发出环保型油墨产品。2、（本题5分）某化学工程实验室在进行一项精细化工产品的合成实验时，产物的纯度和收率受到反应溶剂选择的影响。请分析溶剂选择对实验结果的影响机制，并提出优化溶剂选择的方案。3、（本题5分）某化工企业的污水处理系统出现故障，导致污水排放不达标。分析故障原因，并提出修复方案和预防措施。4、（本题5分）某化工企业的生产车间存在化学品泄漏风险，需要进行风险评估和管理。分析风险评估的方法和风险管理的措施。5、（本题5分）在医药中间体生产企业中，某工厂需要提高产品的稳定性和保质期。请分析可以采取哪些化学工程手段。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个萃取塔中用有机溶剂萃取水溶液中的溶质，水相进料流量为5000kg/h，溶质的初始浓度为0.05kg/kg，有机相流量为3000kg/h，平衡分配系数为2。求萃取后水相中溶质的浓度。2、（本题10分）某化学反应A+2B→C，在等温等容的间歇反应器中进行，初始浓度[A]₀=3mol/L，[B]₀=6mol/L，反应速率方程为-rA=k[A][