昆明理工大学《现代分离技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《现代分离技术》2023-2024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批阅人一、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、在化工安全管理中，应急预案的制定是重要环节。以下关于应急预案内容的描述，不正确的是：（）A.应急组织机构和职责B.事故预防措施C.详细的工艺流程图D.应急响应程序2、化工中的流化床反应器具有许多优点。在使用流化床反应器进行反应时，以下哪个操作条件对反应的稳定性和产物质量影响最大？（）A.流化速度B.床层高度C.颗粒大小D.反应温度3、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4、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5、在化工中的多组分精馏过程，关于关键组分的定义和选择，以下哪种表述是正确的？（）A.关键组分是指在混合物分离过程中对分离要求起关键作用的组分。通常选择在塔顶和塔底产品中浓度有严格限制的组分作为关键组分B.关键组分的选择是随意的，对精馏塔的设计和操作没有影响C.多组分精馏中只有一个关键组分，不存在多个关键组分的情况D.关键组分的浓度越高，越容易分离，对精馏过程越有利6、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大7、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8、化工中的吸附过程，吸附等温线可以描述吸附剂与吸附质之间的平衡关系。以下关于常见吸附等温线的类型和特点，不准确的是（）A.朗缪尔等温线适用于单分子层吸附B.弗罗因德利希等温线是非线性的C.吸附等温线不受温度影响D.可以用于吸附过程的设计9、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10、化学反应工程中，对于气固相催化反应的内扩散影响，以下描述不正确的是（）A.会降低反应速率B.可以通过减小催化剂颗粒尺寸来消除C.对所有反应的影响程度相同D.与反应物的分子大小有关11、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰12、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（）A.并流换热B.逆流换热C.两者平均温差相同D.取决于流体的性质13、化工过程中的膜分离技术应用越来越广泛。对于反渗透膜分离过程，若要提高水的透过率，以下哪种方法可行？（）A.增加膜两侧的压力差B.降低膜两侧的压力差C.提高进料溶液的浓度D.降低进料溶液的温度14、在化工生产的安全管理中，危险因素的识别和评估至关重要。以下关于化工生产中的危险因素，不包括的是（）A.火灾和爆炸B.中毒和窒息C.设备故障D.员工心情好坏15、在化工反应工程中，以下哪种反应器内的物料浓度随时间和空间变化？（）A.间歇釜式反应器B.连续釜式反应器C.平推流反应器D.全混流反应器16、在化工热力学中，对于气体的绝热可逆膨胀过程，以下哪个参数一定不变？（）A.温度B.熵C.焓D.内能17、在化工热力学中，研究纯物质的饱和蒸汽压与温度的关系时，安托尼方程是常用的经验公式。以下关于安托尼方程参数的获取方法，不正确的是：（）A.实验测定B.理论推导C.经验估算D.数据拟合18、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降19、在化工安全管理中，危险化学品的储存需要遵循严格的规定。对于易燃液体的储存，以下关于储存条件的要求，不正确的是：（）A.通风良好B.远离火源C.高温环境D.采用防爆电气20、对于化工过程中的萃取过程，以下哪种情况下萃取剂的用量需要增加？（）A.溶质在原溶剂中的溶解度增大B.溶质在萃取剂中的溶解度减小C.原溶剂与萃取剂的互溶性增强D.萃取相和萃余相的分离难度增大21、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个复杂的化学反应体系，以下关于反应级数的确定方法，不准确的是（）A.实验测定法B.初始速率法C.凭经验随意猜测D.积分法22、在化工生产中，经常需要对物料进行加热。对于一种需要精确控制加热温度的物料，以下哪种加热方式的温度控制精度最高？（）A.电加热B.蒸汽加热C.热油加热D.红外线加热23、在化工中的气固相催化反应过程，关于催化剂的中毒和失活，以下哪种说法是正确的？（）A.催化剂的中毒是指少量杂质使催化剂的活性和选择性显著下降，且这种中毒通常是不可逆的。催化剂的失活则包括中毒、烧结、积炭等多种原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化剂的中毒和失活都是由于反应物浓度过高导致的，降低反应物浓度可以避免C.催化剂一旦中毒或失活，就无法恢复其活性，必须更换新的催化剂D.催化剂的中毒和失活对反应速率和选择性没有影响，不需要关注24、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常见的方法之一。对于一个长期处于强酸环境中的设备，以下哪种涂层材料的防腐性能最为优越？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚四氟乙烯涂层D.酚醛树脂涂层25、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（）A.要考虑保温材料的导热系数B.保温层越厚越好C.要计算保温层的经济厚度D.考虑环境温度对保温效果的影响26、化学反应工程中，对于气固相催化反应，若催化剂的孔径过小，会对反应产生怎样的影响？（）A.提高反应速率B.降低反应速率C.对反应速率无影响D.可能提高也可能降低反应速率27、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28、在化工吸收过程中，如果吸收剂的用量无限增大，吸收率会如何变化？（）A.吸收率无限增大B.吸收率趋近于1C.吸收率保持不变D.吸收率逐渐减小29、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（）A.对原料进行预处理B.控制反应温度和压力C.定期对催化剂进行再生D.以上都是30、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）某化工厂的管道中输送过热蒸汽，蒸汽压力为3MPa，温度为350°C，管道内径为0.25m，长度为60m，绝热层厚度为0.12m，绝热材料的导热系数为0.18W/(m·K)，环境温度为25°C，计算每小时的热损失。3、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥湿物料，湿物料的初始含水量为50%（质量分数），干燥后含水量降至5%，进料量为100kg/h，绝干物料的比热容为1.2kJ/(kg·K)，干燥介质为热空气，进口温度为120°C，出口温度为80°C，湿度为0.01kg/kg干空气，计算所需的干空气流量。4、（本题5分）在一个萃取过程中，用有机溶剂从水溶液中萃取溶质A。水相初始浓度为100g/L，有机相初始浓度为0。相比（有机相流量与水相流量之比）为1:2，分配系数为5。经过三级错流萃取后，计算水相中溶质A的剩余浓度。5、（本题5分）某化工厂生产过程中产生一股废气，其中含有硫化氢（H2S）的体积分数为0.2%，流量为5000m^3/h（标准状态）。现采用碳酸钠溶液吸收法进行处理，反应方程式为H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3。若要使H2S的去除率达到80%，求需要的碳酸钠溶液量。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）化工热力学中的热力学第二定律对于判断过程的方向性和可行性具有重要意义。请详细阐述热力学第二定律的内容和表达方式，并举例说明其在化工过程中的应用。2、（本题5分）分析在化工生产过程中，如何进行有效的过程控制，包括控制策略的选择、控制器的参数整定以及控制系统的稳定性和可靠性评估。3、（本题5分）随着化工行业对高性能催化剂的需求，分析金属有机框架材料作为催