南京师范大学《能源化工设计实训》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页南京师范大学《能源化工设计实训》

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、在化学反应动力学中，对于一个零级反应，其反应速率与反应物浓度无关。若将反应容器的体积增大一倍，反应时间会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.不变D.变为原来的一半2、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.优化进料热状态D.余热回收利用3、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4、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5、化工中的吸附分离过程常用于气体和液体的净化。对于一种具有较大吸附容量的吸附剂，以下哪个因素对吸附剂的再生效率影响最大？（）A.再生温度B.再生压力C.再生气体的流速D.再生时间6、在化工传质过程中，分子扩散和涡流扩散都对物质的传递起着重要作用。以下关于这两种扩散方式的比较，哪项是不正确的？（）A.分子扩散的速率通常小于涡流扩散B.分子扩散与浓度梯度成正比，涡流扩散与浓度梯度无关C.分子扩散发生在静止或层流流体中，涡流扩散发生在湍流流体中D.分子扩散系数与流体的温度无关，涡流扩散系数与温度有关7、在化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，以下哪种方法在高压条件下更为适用？（）A.理想溶液模型B.活度系数法C.状态方程法D.经验关联式8、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以9、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10、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11、在化工设计中，工艺流程的选择需要综合考虑多方面因素。以下关于工艺流程选择的依据，不全面的是（）A.原料性质和产品要求B.技术成熟度C.操作人员的喜好D.经济合理性12、化学反应工程中，对于一个平行反应，若主反应的活化能大于副反应的活化能，升高温度对主反应的选择性会产生怎样的影响？（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低13、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14、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略15、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.热管换热器二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）随着化工过程强化技术的发展，分析微通道反应器在化学反应中的优势和应用前景，包括提高传热传质效率、缩短反应时间等方面。2、（本题5分）在化工原理中，气体输送设备，如鼓风机、压缩机等，其工作原理和性能特点对于气体输送系统的设计和运行至关重要。请阐述常见气体输送设备的工作原理和性能特点，并分析如何根据工艺要求选择合适的气体输送设备。3、（本题5分）化工过程中的聚合反应工程具有一定的复杂性，请说明自由基聚合、离子聚合和逐步聚合的反应特点和动力学规律，并分析聚合反应过程中的传热和传质问题。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂需要将1200m³/h的含尘气体进行净化，粉尘颗粒的密度为1600kg/m³，粒径分布符合Rosin-Rammler分布，分布指数为1.8，最小粒径为2μm，求所需旋风分离器的直径和分离效率。2、（本题5分）某理想气体经历一个多变过程，从初始状态（压力2MPa，温度400K）变化到终态（压力0.5MPa，温度300K），多变指数为1.2，计算气体对外所做的功。3、（本题5分）某化工厂的管道中输送压缩空气，压力为0.5MPa，温度为40°C，管道直径为0.15m，长度为80m，摩擦系数为0.025，空气的密度为5.8kg/m³，计算管道的压降。4、（本题5分）有一精馏塔用于分离苯（B）和甲苯（T）混合物，进料组成x_F（苯的摩尔分数）为0.4，进料流量为100kmol/h，塔顶馏出液中苯的回收率为90%，塔底釜液中苯的含量为0.05（摩尔分数）。求塔顶馏出液和塔底釜液的流量及组成。5、（本题5分）有一反应釜进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.05min^-1，初始浓度为5mol/L，反应进行100min后，求反应物A的转化率。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的废水处理系统需要进行升级改造。请分析改造的方向和重点。2、（本题10分）某化工企