哈尔滨石油学院《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、化工过程中的分离操作广泛应用于各种工业生产。对于萃取分离过程，以下关于萃取剂选择的原则，不恰当的是（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.萃取剂价格越低越好，无需考虑其他因素D.易于回收和再生2、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（）A.吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点B.吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果C.吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率D.吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，不需要考虑3、在化工生产中的结晶过程中，以下哪种操作条件有利于得到大颗粒晶体？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.强烈的搅拌4、在化工热力学中，对于纯物质的临界状态，以下哪个参数在临界状态时没有明确的数值？（）A.温度B.压力C.体积D.密度5、化学反应的动力学方程描述了反应速率与反应物浓度的关系。以下关于动力学方程的建立方法，不正确的是（）A.通过实验数据拟合B.基于反应机理推导C.凭空想象D.结合实验和理论分析6、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7、在化工单元操作中，吸收过程常用于分离气体混合物。当吸收剂用量增加时，以下关于吸收效果的变化，哪种说法是正确的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不变C.吸收率可能增加也可能不变D.吸收率一定减小8、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9、在化工精馏塔的操作中，如果塔顶产品的纯度不符合要求，以下哪种调节方法可能不是有效的？（）A.增加回流比B.改变进料位置C.提高塔釜温度D.减小塔顶采出量10、关于化工过程中的膜分离应用，以下哪种膜分离过程不是用于分离气体混合物？（）A.反渗透B.气体渗透C.膜基吸收D.变压吸附11、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12、对于化工生产中的节能技术，以下关于夹点技术的描述，哪一项是准确的？（）A.夹点技术是通过分析过程系统中的物流和能流，找出系统用能的“瓶颈”，从而实现节能优化B.夹点技术只能用于热交换网络的优化，对其他化工单元操作的节能没有帮助C.夹点技术的应用需要复杂的计算和专业软件，实际操作难度大，效果不明显D.夹点技术是一种过时的节能技术，已经被新的技术所取代13、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（）A.对溶质的溶解能力B.与原溶剂的互溶性C.萃取剂的价格D.萃取剂的挥发性14、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器15、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（）A.适用于理想流体B.忽略了流体的粘性C.对于可压缩流体也适用D.可以精确计算实际流体的能量16、在化工生产中的干燥过程中，以下哪种干燥介质的吸湿能力相对较弱？（）A.空气B.氮气C.水蒸气D.烟道气17、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（）A.熵变为零B.熵变小于零C.熵变大于零D.熵变的正负无法确定18、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节19、在化学工程实验中，经常需要测量各种物理量。对于测量微小压力差，以下哪种测量仪器的精度和灵敏度最高？（）A.U型管压力计B.差压变送器C.弹簧管压力计D.膜片压力计20、在化工过程的节能分析中，夹点技术是一种有效的方法。对于一个具有多个热流和冷流的系统，以下关于夹点位置的确定，正确的是：（）A.夹点位于热流和冷流温差最小处B.夹点位于热流和冷流温差最大处C.夹点的位置与热流和冷流的温差无关D.无法确定夹点的位置21、关于化工生产中的喷雾干燥，以下哪种因素对产品颗粒大小的影响最为显著？（）A.进料速度B.喷雾压力C.干燥温度D.物料性质22、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23、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件24、化工生产中的蒸发操作常用于溶液的浓缩。对于多效蒸发系统，以下关于其节能原理和特点，描述错误的是（）A.利用二次蒸汽B.效数越多，节能效果越好C.设备投资增加D.操作复杂25、在化学反应工程中，对于一个复杂反应体系中的平行竞争反应，以下哪种方法可以提高目标产物的选择性？（）A.选择合适的催化剂B.改变反应温度C.调整反应物的浓度D.以上方法都可以26、化学反应的速率不仅取决于反应物的浓度，还受温度的影响。关于温度对反应速率的影响，以下表述不准确的是（）A.温度升高，反应速率一定加快B.符合阿伦尼乌斯方程C.存在一个最佳反应温度D.不同反应对温度的敏感程度不同27、在化工反应设备中，流化床反应器具有良好的传热和传质性能。若要使流化床中的固体颗粒保持良好的流化状态，以下哪种操作条件最为关键？（）A.气体流速B.床层高度C.颗粒大小D.温度28、在化工物料衡算中，对于一个连续稳定的化工过程，以下关于输入和输出物料量的关系，哪项是必然成立的？（）A.输入物料的质量等于输出物料的质量B.输入物料的体积等于输出物料的体积C.输入物料的摩尔数等于输出物料的摩尔数D.输入物料的总能量等于输出物料的总能量29、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀30、在化工反应工程中，对于一个串联反应，如果中间产物是期望产物，以下哪种操作方式有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个管式反应器中进行二级不可逆反应3A→2B，反应速率常数为8L/(mol·s)。进料中A的浓度为5mol/L，进料流量为3L/s，反应器管长为15m，管径为0.08m。计算反应在管内的转化率。2、（本题5分）一个精馏塔用于分离苯（B）和甲苯（T）的混合物，进料中苯的摩尔分数为0.4，进料流量为100kmol/h，塔顶馏出液中苯的摩尔分数要求达到0.9，塔底釜液中苯的摩尔分数要求为0.1。回流比为3，相对挥发度为2.5。计算塔顶和塔底的产品流量。3、（本题5分）某精馏塔操作时，塔顶压力为105kPa，塔釜压力为115kPa，塔板间距为0.45m，平均相对挥发度为2.2，进料位置在第12块板（从塔顶往下数），计算进料板的压力。4、（本题5分）在一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为180°C和120°C，冷流体的进出口温度分别为80°C和110°C。若热流体的热容量流率为2000W/K，冷流体的热容量流率为1500W/K，计算对数平均温差。5、（本题5分）某精馏塔塔顶采用分凝器，回流液组成为xR=0.8（摩尔分数），塔顶产品组成为xD=0.95，进料组成为xF=0.5，回流比为3。求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）请详细阐述化工过程中的乳化现象，包括乳化剂的作用原理、乳液的稳定性以及在食品、化妆品、制药等行业中的应用和制备方法。2、（本题5分）随着化工行业对可持续发展的重视，详细阐述绿色化学原理在化学工程设计中的应用，包括如何减少废物产生、降低能源消耗和使用环境友好型原料。3、（本题5分）解释在化工热力学的相平衡计算中，如何利用活度系数模型计算汽液平衡组成。4、（本题5分）在化工生产中，搅拌器的选择和设计对于反应和混合过程至关重要。请论述搅拌器的类型和工作原理，并分析如何根据不同的工艺要求选择合适的搅拌器。5、（本题5分）在化工热力学中，热化学定