山东英才学院《轻化工程仪器分析》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页山东英才学院《轻化工程仪器分析》

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1分，共15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、化工中的萃取操作常用于分离混合物中的溶质。当使用有机溶剂从水溶液中萃取溶质时，以下哪个因素对萃取效率的影响最为显著？（）A.萃取剂的选择B.萃取温度C.相比（有机相和水相的体积比）D.搅拌速度2、在化工热力学中，对于一个绝热可逆膨胀过程，系统的温度和压力会如何变化？（）A.温度降低，压力降低B.温度升高，压力升高C.温度不变，压力降低D.温度降低，压力不变3、在化工设备的设计中，换热器的设计需要考虑传热效率和压降。对于一个管壳式换热器，以下关于折流板的作用，不正确的是：（）A.增加传热面积B.提高流速C.支撑管束D.减小压降4、化工中的萃取塔设计需要考虑萃取剂的分散和聚并。对于一个需要高效萃取的过程，以下哪个萃取塔的内部构件能够促进萃取剂的分散？（）A.筛板B.填料C.转盘D.搅拌器5、在化工热力学中，对于真实气体的压缩因子，以下哪个因素对其影响最大？（）A.温度B.压力C.气体的种类D.以上因素影响程度相同6、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7、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8、在化工分离过程中，以下哪种方法常用于分离分子量差异较大的混合物？（）A.电泳B.超滤C.渗析D.电渗析9、在化工流体流动的研究中，对于粘性流体在圆形管道中的流动，当雷诺数小于2000时，流体的流动状态通常为层流。若管道直径增加一倍，而流量保持不变，此时雷诺数会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.变为原来的1/2D.变为原来的1/410、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（）A.依靠压力差作为推动力B.利用膜的选择性透过性C.溶质会透过膜进入渗透液D.适用于分离小分子物质11、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定12、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范13、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14、在化工热力学的研究中，以下哪个参数常用于判断混合物的非理想性程度？（）A.活度系数B.逸度系数C.压缩因子D.偏心因子15、化工中的膜分离过程在废水处理中有广泛应用。对于含有高浓度有机物的废水，以下哪种膜分离技术的处理效果更好？（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）随着化工行业对新材料的研发，分析纳米复合材料的制备技术、性能特点以及在化学工程领域的应用前景和挑战。2、（本题5分）请详细阐述化工过程中的冷冻结晶技术，包括冷冻结晶的原理、影响因素以及在化工分离和提纯中的应用和工艺优化。3、（本题5分）化工原理中的蒸馏操作是重要的分离方法，请详细说明简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏的区别和联系，并分析它们在不同工况下的应用。4、（本题5分）解释在化工热力学的热功转换过程中，不可逆损失的计算和分析方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一理想气体混合物，由50%（摩尔分数）的氮气和50%的氧气组成。总压力为200kPa，温度为300K。已知氮气和氧气的摩尔定压热容分别为29.1J/(mol·K)和29.4J/(mol·K)。计算该混合物的摩尔定压热容。2、（本题5分）在一个化学反应器中进行平行反应A→B（速率常数k₁=2h⁻¹），A→C（速率常数k₂=1h⁻¹），初始时A的浓度为5mol/L，反应时间为3h，计算B和C的浓度。3、（本题5分）在一个套管换热器中，用热流体将冷流体从30℃加热到70℃。热流体入口温度为150℃，出口温度为90℃，冷流体流量为1500kg/h，比热容为3.8kJ/(kg·℃)。总传热系数为600W/(m²·℃)，内管外径为25mm，壁厚为2.5mm，计算换热器的长度。4、（本题5分）某精馏塔分离二元混合物，进料热状况为气液混合物，其中气相摩尔分数为0.4，进料中轻组分的摩尔分数为0.5，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数为0.95，塔釜残液中轻组分的摩尔分数为0.05，回流比为3。计算进料线方程和理论塔板数。5、（本题5分）一个绝热固定床反应器中进行气固相催化反应，反应热为-50kJ/mol，进料温度为300K，反应物浓度为1mol/m³，流速为5m³/h，反应速率表达式为r=kC，其中k=0.1s^(-1)。假设绝热温升系数为10K/mol，求达到50%转化率时的床层温度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家橡胶生产企业需要提高橡胶的耐臭氧性。请分析从化学工程角度可以采取哪些方法。2、（本题10分）一家化工厂在进行节能减排工作时，发现部分员工缺乏节能减排的意识和积极性。请分析员工缺乏意识和积极性的原因，并提出提高员工节能