武汉生物工程学院《化工设备机械基础》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、在化学工程领域，对于多相反应体系，以下关于相间传质对反应速率的影响，哪种说法是正确的？（）A.相间传质通常会限制反应速率B.相间传质对反应速率没有影响C.相间传质总是会加快反应速率D.相间传质的影响取决于反应类型2、在化工中的吸附分离过程，关于吸附剂的选择和再生方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.吸附剂应具有较大的比表面积、良好的选择性和吸附容量，常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。吸附剂的再生方法包括加热再生、降压再生和置换再生等B.吸附剂的选择只考虑其吸附容量，其他性能不重要C.吸附剂的再生过程复杂，成本高，因此在实际应用中应尽量避免吸附剂的再生D.所有的吸附剂都可以采用同一种再生方法，且再生效果相同3、在化工生产中的蒸发操作，以下关于蒸发器类型的选择，哪种因素的影响最为关键？（）A.溶液的性质B.处理量C.加热蒸汽的压力D.厂房的空间大小4、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5、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6、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7、在化学反应工程中，催化剂能够显著改变反应速率和选择性。对于一个可逆反应，加入合适的催化剂后，正反应和逆反应的速率常数会如何变化？（）A.正反应速率常数增大，逆反应速率常数不变B.正反应速率常数增大，逆反应速率常数减小C.正反应和逆反应速率常数均增大D.正反应和逆反应速率常数均不变8、在化工过程的物料输送中，压缩气体的功耗与气体的压缩比有关。以下哪种压缩过程的功耗最小？（）A.绝热压缩B.等温压缩C.多变压缩D.等容压缩9、在化工流体流动中，阻力损失是不可避免的。关于直管阻力损失和局部阻力损失的计算方法，不正确的是（）A.直管阻力损失可用范宁公式计算B.局部阻力损失系数只与管件形状有关C.两者都与流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力损失10、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11、在化工传热设备中，热管具有高效的传热性能。热管内部的工作液体在蒸发段蒸发，在冷凝段冷凝，其传热过程主要依靠什么原理？（）A.热传导B.热对流C.热辐射D.相变传热12、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。若要选择一种适用于强酸环境的涂层材料，以下哪种较为合适？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚氯乙烯涂层D.钛金属涂层13、在化工膜分离过程中，膜的性能对分离效果有着重要影响。以下关于膜性能的描述，哪项不是关键指标？（）A.膜的孔径分布B.膜的厚度C.膜的机械强度D.膜的颜色14、在化工过程的优化中，目标函数的选择非常重要。对于一个以最小化生产成本为目标的化工过程，以下关于目标函数的构成，不正确的是：（）A.原材料成本B.设备折旧成本C.产品销售收入D.人工成本15、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.盖斯定律二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述在煤化工领域，如何通过煤的气化、液化和焦化等工艺将煤转化为化学品和能源产品，以及相关的技术挑战和发展方向。2、（本题5分）结合资源回收利用的需求，深入探讨化工过程中的固体废弃物处理和资源化利用技术，包括焚烧、填埋、材料回收等方法的优缺点和应用范围。3、（本题5分）解释在化工反应工程中，反应器的热稳定性分析的方法和意义。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个间歇反应釜中进行如下复杂反应：A→2B（速率常数k1=0.3h^(-1)），B→C（速率常数k2=0.2h^(-1)）。初始时仅有A，浓度为4mol/L，反应时间为7h，求各物质的浓度。2、（本题5分）在一个双组分精馏塔中，进料为含易挥发组分A30%（摩尔分数）的混合物，塔顶产品中A的含量为90%，塔底产品中A的含量为5%。进料流量为100kmol/h，回流比为3。求塔顶和塔底产品的流量。3、（本题5分）某化工厂进行裂解反应，原料为正丁烷，反应温度为750℃，压力为0.5MPa，反应产物包括乙烯、丙烯、丁二烯等。已知反应的动力学方程和热力学参数，计算正丁烷的转化率和产物的选择性。4、（本题5分）在一个气液传质塔中，进行氯化氢的吸收，进气中氯化氢的体积分数为6%，吸收剂为水，液气比为1.2，传质单元高度为0.45m，要求氯化氢的去除率达到92%，计算所需的传质单元数和塔高。5、（本题5分）某反应在400°C时的反应速率常数为0.02s^(-1)，反应的活化能为80kJ/mol，求500°C时的反应速率常数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个化工项目在建设