新乡学院《精细有机合成实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《精细有机合成实验》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、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢2、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3、在化工吸收塔的设计中，液气比是一个重要的参数。当液气比增大时，以下哪种情况不会发生？（）A.吸收剂用量增加B.出塔气体中溶质浓度降低C.吸收塔的高度降低D.吸收操作的费用增加4、对于化工中的传热设备，以下关于换热器的强化传热方法，哪一项是正确的？（）A.换热器的强化传热方法包括增大传热面积、提高传热系数和增大平均温差。增大传热面积可以采用翅片管、波纹管等；提高传热系数可以通过增加流体的流速、改变流动状态等；增大平均温差可以采用逆流操作等B.强化传热只需要增大传热面积，其他方法效果不明显C.提高流体的流速会增加阻力损失，因此不应采用这种方法来强化传热D.顺流操作比逆流操作的平均温差大，更有利于强化传热5、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，采用绝热操作和采用换热操作相比，以下关于反应转化率的说法，正确的是：（）A.绝热操作的转化率更高B.换热操作的转化率更高C.转化率相同D.取决于具体的反应条件6、在化工过程的优化中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个生产过程，若要在保证产品质量的前提下降低成本，以下哪种措施通常是首先考虑的？（）A.改进工艺路线B.更换原材料C.增加设备投资D.减少劳动力投入7、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度8、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力9、化学反应工程中，对于复杂反应体系的动力学分析，以下方法不正确的是（）A.简化假设B.实验测定C.忽略次要反应D.主观猜测10、在化工设计中，需要对管道进行选材。对于输送强腐蚀性介质的管道，以下哪种材料通常不适合？（）A.不锈钢B.碳钢C.聚四氟乙烯D.玻璃钢11、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个可逆放热反应，为了提高反应的转化率，以下哪种操作策略通常是最为有效的？（）A.降低反应温度B.提高反应温度C.增加反应物浓度D.及时移除反应产物12、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13、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14、在化学反应器的设计中，需要考虑多种因素以确保反应的高效进行。对于一个气固相催化反应，以下哪个因素对反应速率的影响相对较小？（）A.催化剂的孔径大小B.反应物的浓度C.反应容器的材质D.催化剂的活性15、在化工过程的优化中，灵敏度分析可以帮助确定关键参数。对于一个化工过程模型，以下关于灵敏度分析的作用，不正确的是：（）A.评估参数变化对结果的影响程度B.确定最优操作条件C.简化模型D.验证模型的准确性16、化工设备的选材需要考虑多种因素。以下关于化工设备选材的原则，不准确的是（）A.耐腐蚀性B.强度和刚度C.材料价格越低越好D.加工性能17、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低18、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（）A.确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证B.收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证C.收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证D.确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证19、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20、在化工反应的催化剂研究中，催化剂的活性中心结构对反应性能起着关键作用。以下哪种方法通常不能用于研究催化剂的活性中心？（）A.电子显微镜观察B.化学分析C.红外光谱分析D.肉眼直接观察21、在化学反应动力学中，研究温度对反应速率的影响时，通常采用阿伦尼乌斯方程。当活化能增大时，以下关于温度对反应速率影响程度的说法，正确的是：（）A.温度的影响程度减小B.温度的影响程度增大C.温度的影响程度不变D.无法确定温度的影响程度22、化工中的气液传质设备有多种类型。对于填料塔和板式塔的比较，以下说法错误的是（）A.填料塔的压降小B.板式塔的操作弹性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分离效率一定高于填料塔23、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能24、对于化工中的传质过程，以下关于双膜理论的基本假设，哪一项是正确的？（）A.双膜理论认为在气液两相界面处，存在着两层停滞的膜，传质阻力集中在这两层膜内，相内为湍流流动B.双膜理论假设气液两相的浓度在相界面处达到平衡，不存在传质阻力C.双膜理论只适用于低浓度气体的吸收过程，对高浓度气体不适用D.双膜理论认为传质系数与流体的流速和物性无关25、关于化工过程中的流化床反应器，以下哪种情况不是其常见的操作问题？（）A.沟流现象B.腾涌现象C.催化剂磨损D.反应温度过低26、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定27、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28、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29、在化工热力学中，研究混合物的汽液平衡时，泡点和露点的计算是重要内容。对于一个二元混合物，以下关于泡点和露点的关系，正确的是：（）A.泡点总是低于露点B.泡点总是高于露点C.泡点和露点可能相等D.泡点和露点没有关系30、在化学反应工程中，以下哪种类型的反应对反应物浓度的变化最为敏感？（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应为3A→2B，反应速率方程为r=kC_A³，其中k=0.3mol³/(L³·s)，进料中A的浓度为2.5mol/L，气体流速为6L/s。流化床的体积为60L，计算反应器出口处A和B的浓度。2、（本题5分）某化工厂的一个反应釜中进行如下反应：3A+B→2C+D。初始时A、B的浓度分别为6mol/L和4mol/L，反应5小时后，A的浓度变为3mol/L，求该反应的反应速率常数。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40%（湿基），干燥产品的含水量要求为5%（湿基），处理量为500kg/h。已知干燥介质（热空气）的进口温度为120°C，出口温度为80°C，湿度为0.01kg水/kg干空气。求干燥介质的消耗量和预热器的加热量。4、（本题5分）一个蒸发器将20%（质量分数）的盐水溶液浓缩至40%，进料量为2000kg/h，加热蒸汽压力为0.3MPa（绝压），对应的饱和温度为133.3°C，蒸发器内溶液的沸点升高为8°C，传热系数为1500W/(m²·K)。求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。5、（本题5分）某化工厂需要用板式换热器将一种热流体从120℃冷却到70℃，冷流体从30℃加热到60℃。热流体的流量为1500kg/h，比热容为2.8kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为4.0kJ/(kg·K)。若换热器的总传热系数为800W/(m2·K)，计算所需的换热面积。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）化工分离过程中的精馏操作中，回流比的选择对分离效果和能耗有重要影响。请详细说明回流比的概念和其对精馏过程的影响，并讨论如何确定合适的回流比。2、（本题5分）在化学工程中，详细论述质量传递原理在吸收、萃取等单元操作中的应用，探讨影响传质速率的因素以及如何提高传质效率。3、（本题5分）在化工生产中，压缩气体是常见的操作。请论述气体压缩过程的热力学原理，并分析如何选择合适的压缩级数以提高效率和降低能耗。4、（本题5分）解释在化工过程的电渗析技术中，如何利用离子交换膜和电场作用实现溶液中离子的分离和浓缩，以及该技术在海水淡化和