齐鲁工业大学《轻化工程仪器分析》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《轻化工程仪器分析》2022-2023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30个小题，每小题1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、在化工生产中的液液萃取过程中，以下哪种因素对萃取效果的影响相对较小？（）A.两相的接触时间B.萃取剂的用量C.萃取温度D.萃取设备的类型2、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（）A.要有足够的机械强度B.过滤阻力要小C.过滤介质的选择不考虑价格D.要适应过滤物料的性质3、化工中的吸收塔设计需要考虑多个因素。当处理高浓度气体时，以下哪种吸收塔的类型更为合适？（）A.填料塔B.板式塔C.喷淋塔D.鼓泡塔4、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本5、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重6、在化工工艺流程设计中，需要综合考虑各种因素以达到最优的设计方案。对于一个生产多种产品的化工厂，以下哪个因素在确定工艺流程时的权重通常最大？（）A.原材料的供应B.产品的市场需求C.生产设备的通用性D.环保法规的要求7、在化工设备的选型中，需要综合考虑性能、价格和可靠性等因素。对于一个需要长期连续运行的关键设备，以下哪个因素的权重通常最高？（）A.设备的性能B.设备的价格C.设备的可靠性D.设备的维护成本8、在化工过滤操作中，过滤速率与过滤压差之间存在一定的关系。当过滤压差增大时，以下哪种情况不太可能发生？（）A.过滤速率加快B.滤饼厚度增加C.滤液的澄清度提高D.过滤介质的阻力增大9、化工中的搅拌釜式反应器在很多情况下被使用。当反应物料的粘度随反应进程发生显著变化时，以下哪种搅拌桨转速的控制策略能够保证反应的均匀性？（）A.恒定转速B.逐渐增加转速C.逐渐降低转速D.根据物料粘度实时调整转速10、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11、在化工生产中的结晶过程，以下哪个因素对于晶体的粒度和纯度影响最大？（）A.冷却速度B.搅拌强度C.过饱和度D.晶种的加入量12、在化学反应工程中，对于一个气固相催化反应，以下关于催化剂颗粒内扩散阻力的影响因素，不正确的是：（）A.催化剂的孔径B.反应气体的浓度C.反应温度D.催化剂的形状13、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14、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15、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16、在化工吸附过程中，吸附剂的吸附容量与哪些因素有关？以下哪项因素通常不是主要影响因素？（）A.吸附质的浓度B.吸附剂的比表面积C.吸附温度D.吸附剂的颜色17、在化工反应工程中，研究反应的热效应对于设计反应器和控制反应过程非常重要。对于一个强放热反应，以下哪种措施能够有效地控制反应温度？（）A.采用夹套冷却B.通入惰性气体C.分段进料D.以上都是18、在化工热力学中，研究纯物质的相平衡时，克劳修斯-克拉佩龙方程描述了蒸气压与温度的关系。对于一种挥发性液体，以下关于其蒸气压随温度变化的趋势，正确的是：（）A.温度升高，蒸气压线性增加B.温度升高，蒸气压指数增加C.温度升高，蒸气压先增加后减小D.温度升高，蒸气压不变19、在化工过程的模拟计算中，需要选择合适的热力学模型。对于一个包含极性物质和非极性物质的混合物体系，以下哪种热力学模型的适用性更好？（）A.理想气体模型B.活度系数模型C.状态方程模型D.以上都不是20、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制21、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，其熵值是增加还是减少？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少22、化工生产中的膜分离过程除了反渗透，还有超滤、纳滤等。以下关于这些膜分离过程的特点和应用，不正确的是（）A.超滤能截留大分子物质B.纳滤的截留分子量介于超滤和反渗透之间C.膜分离过程不受操作压力影响D.可以用于废水处理和物质分离23、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下关于催化剂外扩散阻力的消除方法，不正确的是：（）A.提高搅拌速度B.减小催化剂颗粒尺寸C.增加反应物浓度D.升高反应温度24、化工中的结晶过程受到多种因素的影响。对于一个结晶体系，以下哪个因素对晶体的形态和粒度分布影响最为显著？（）A.过饱和度B.冷却速率C.搅拌强度D.晶种的加入量25、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26、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27、在化工设备设计中，需要考虑材料的选择以适应不同的工况。对于高温高压的化工设备，以下哪种材料通常不是首选？（）A.不锈钢B.碳钢C.钛合金D.特种陶瓷28、在化学反应工程中，对于一个连续搅拌釜式反应器（CSTR），以下关于其停留时间分布的特点，不正确的是：（）A.停留时间分布较宽B.存在返混C.停留时间均一D.适用于慢反应29、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在对流传热过程中，当流体的流速增加时，以下关于对流传热系数的变化，正确的是：（）A.对流传热系数不变B.对流传热系数减小C.对流传热系数增大D.对流传热系数先增大后减小30、化工中的萃取过程需要选择合适的萃取剂。对于一个水相和有机相密度差较小的体系，以下哪种萃取剂的选择原则更为重要？（）A.萃取剂的选择性B.萃取剂的溶解性C.萃取剂的密度D.萃取剂的稳定性二、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。进料流量为10L/h，进料中A的浓度为2mol/L。假设反应器体积为50L，计算反应器出口处A的浓度。2、（本题5分）某二元混合物进行简单蒸馏，初始组成xF=0.6，蒸馏终了时釜液组成xW=0.2，平均相对挥发度为3。求馏出液的平均组成。3、（本题5分）在一个流化床干燥器中，湿物料的初始含水量为0.4（质量分数），干燥后含水量降至0.08，绝干物料质量为150kg，干燥速率曲线方程为U=0.6(X-X*)（kg/(m^2·h)），其中X为物料含水量，X*为平衡含水量（假设为0），干燥面积为30m^2，计算干燥时间。4、（本题5分）一个传热过程中，热流体的温度从450°C降至350°C，冷流体的温度从250°C升至300°C，热流体的热导率为30W/(m·K)，冷流体的热导率为15W/(m·K)，两流体的对流传热系数均为150W/(m^2·K)，管壁厚度为8mm，热导率为50W/(m·K)，计算总传热系数。5、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒的直径为0.5mm，密度为2000kg/m^3，气体的密度为1.2kg/m^3，黏度为1.8×10^(-5)Pa·s，求最小流化速度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工生产中的安全管理体系和措施，包括安全法规的遵守、事故预防机制、应急响应计划等方面的内容和重要性。2、（本题5分）阐述在化工过程的生物发酵过程中的代谢流分析中，如何利用代谢网络模型和实验数据分析细胞内的代谢流分布，优化发酵过程。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的吸附操作，包括吸附剂的性能评价、吸附等温线的测定以及吸附