徽商职业学院《生化分离工程》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《生化分离工程》2023-2024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、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间2、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器3、在化工流体力学中，对于非牛顿流体的流动，其粘度通常不是常数。若一种非牛顿流体的表观粘度随剪切速率的增加而减小，这种流体被称为？（）A.假塑性流体B.胀塑性流体C.宾汉流体D.触变性流体4、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度5、在化工燃烧过程中，为了实现完全燃烧，需要控制合适的空气量。当空气量不足时，会产生哪些不良后果？（）A.燃烧温度升高B.燃料利用率提高C.产生有害气体D.燃烧速度加快6、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度7、化学反应工程中，对于一个串联反应，若中间产物是目标产物，以下哪种操作条件有利于提高中间产物的选择性？（）A.提高反应温度B.降低反应温度C.增加反应物浓度D.减少反应物浓度8、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量9、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10、在化工热力学中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，不准确的是（）A.判断过程的可逆性B.评估能量利用效率C.熵增越大越好D.指导过程的优化11、化学反应的选择性对于提高产品质量和原料利用率非常重要。以下关于提高化学反应选择性的方法，不正确的是（）A.选择合适的催化剂B.控制反应条件C.随意改变反应物比例D.优化反应路径12、在化工生产中，经常需要对混合物进行分离。对于一个沸点差较小的液体混合物，以下哪种分离方法的分离效果更好？（）A.普通精馏B.萃取精馏C.共沸精馏D.膜分离13、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件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、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离沸点相近的混合物。以下关于萃取剂的选择原则，哪种说法是不准确的？（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.易于回收D.价格越便宜越好二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的传质设备，包括填料塔、板式塔等的传质性能比较、设计选型以及操作中的注意事项。2、（本题5分）简述在化工过程的优化中，如何运用多目标优化算法同时考虑经济指标、环境影响和产品质量等因素，找到最优的操作条件和工艺流程。3、（本题5分）阐述在化工过程的液液萃取过程中的萃取剂筛选方法中，如何综合考虑萃取剂的物理化学性质、选择性和回收难度等因素，选择合适的萃取剂。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一换热器用80℃的饱和水蒸气将流量为1500kg/h的某液体从15℃加热到65℃。已知液体的比热容为2.2kJ/(kg·℃)，换热器的总传热系数为700W/(m²·℃)，换热面积为8m²。计算蒸汽的用量（假设蒸汽冷凝后排出的温度为80℃）。2、（本题5分）在一个间歇釜式反应器中进行如下反应：3A→B+2C，初始时A的浓度为3mol/L，反应4小时后B的浓度为0.5mol/L，求该反应的平均反应速率。3、（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。4、（本题5分）一个绝热压缩过程，气体初始压力为80kPa，初始温度为27°C，压缩后压力为200kPa，绝热指数为1.4，计算压缩后气体的温度和比体积。5、（本题5分）在一个蒸发结晶过程中，将25%（质量分数）的某盐溶液浓缩至55%，进料量为1200kg/h，蒸发室的压力为25kPa（绝压），对应的饱和蒸汽温度为65°C，溶液的比热容为3.3kJ/(kg·K)，加热蒸汽的温度为135°C，冷凝潜热为2050kJ/kg，求加热蒸汽的消耗量和蒸发器的传热面积。假设传热系数为750W/(m²·K)。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工