广东工业大学《反应工程概论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《反应工程概论》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在化工过程的物料衡算中，需要准确确定各种物料的流量和组成。对于一个复杂的化工流程，以下哪种方法能够更有效地减少物料衡算的误差？（）A.分步骤衡算B.采用经验公式C.忽略次要物料D.增加测量次数2、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染3、在化工过程的安全管理中，需要制定应急预案。对于一个可能发生火灾爆炸事故的化工装置，以下哪个方面在应急预案中应重点考虑？（）A.人员疏散B.火灾扑救C.环境监测D.以上都是4、在化工过程的安全评估中，危险与可操作性分析（HAZOP）是常用的方法之一。以下关于HAZOP分析的主要目的，哪种说法是不准确的？（）A.识别潜在的危险B.评估风险的大小C.提出改进措施D.确定事故的责任方5、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6、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法7、在化工过程的优化中，数学模型的建立是重要的一步。以下关于数学模型的作用，哪种表述是不全面的？（）A.预测过程性能B.指导实验研究C.直接确定最优操作条件D.分析过程的敏感性8、在化工过程控制中，比例积分微分（PID）控制器是常用的控制器类型。以下关于PID控制器参数整定的方法，不正确的是：（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.理论计算法9、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重10、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11、在化工原理的学习中，流体流动的阻力计算是基础内容之一。以下关于摩擦系数的确定方法，不正确的是（）A.可以通过实验测定B.可以根据经验公式计算C.与管道粗糙度无关D.与流体的流动状态有关12、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度13、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在一个热传导过程中，若两种材料的热导率相差较大，界面处的温度分布会呈现怎样的特点？（）A.温度分布均匀B.温度在界面处发生突变C.温度在界面附近有较大的梯度D.温度在远离界面处有较大的梯度14、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）化工热力学中的混合性质对于混合物的研究具有重要意义，请说明混合焓、混合熵和混合体积的概念，并分析它们与混合物组成的关系。2、（本题5分）解释在化工过程的膜污染与防治中，如何分析膜污染的成因和机制，采取清洗和预处理等措施减轻膜污染，延长膜的使用寿命。3、（本题5分）解释在化工过程的过滤操作中，过滤介质的选择原则和常见的过滤介质类型及其特点。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个套管换热器，内管走热流体，外管走冷流体。热流体进口温度为180℃，出口温度为120℃，流量为3000kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·℃)。冷流体进口温度为30℃，流量为5000kg/h，比热容为4.0kJ/(kg·℃)。总传热系数为800W/(m²·℃)，内管外径为50mm，壁厚2.5mm。计算传热面积。2、（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)。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）一个双组分精馏塔，进料中轻组分的摩尔分数为0.3，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数要求达到0.8，塔釜液中轻组分的摩尔分数为0.05，进料为气液混合物（气液比为1:1），回流比为4，求最小回流比和理论塔板数。5、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应为2A+3B→4C，反应速率方程为r=kC_A²C_B³，其中k=0.15mol³/(L³·s)。进料中A、B的浓度分别为1.8mol/L和2.5mol/L，气体流速为5L/s，反应器体积为50L，计算出口处各组分的浓度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共