河北美术学院《化工工艺实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、化工过程中的传热问题至关重要。在一个列管式换热器中，用热水加热冷水，若要提高传热效率，以下哪种措施是不合适的？（）A.增加换热管的数量B.提高热水的流速C.减小换热管的管径D.降低冷水的流速2、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（）A.并流换热B.逆流换热C.两者平均温差相同D.取决于流体的性质3、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4、在化工原理中，研究液体在填料塔中的流动时，以下关于填料层压降的影响因素，不正确的是：（）A.填料的类型B.液体的流量C.填料的堆积方式D.液体的密度5、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送6、化工生产中的蒸发操作，蒸发器的类型有多种。以下关于各种蒸发器的特点和适用场合，不正确的是（）A.中央循环管式蒸发器结构简单B.升膜蒸发器适用于高粘度溶液C.降膜蒸发器传热效率高D.蒸发器的选择要根据物料性质7、在化工过程的传热强化中，以下哪种方法不是通过增加传热面积来实现的？（）A.使用翅片管B.采用波纹管C.提高流体流速D.安装螺旋隔板8、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1/49、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10、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11、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12、对于化工中的化学反应速率方程，以下关于其建立方法，哪一个是准确的？（）A.建立化学反应速率方程通常需要通过实验测定不同条件下的反应速率，然后根据实验数据进行拟合和分析，确定反应级数和速率常数B.化学反应速率方程可以通过理论推导直接得到，不需要进行实验测定C.只要知道反应物和生成物的化学式，就可以写出化学反应速率方程D.化学反应速率方程一旦确定，就不会随反应条件的改变而改变13、在化工设备设计中，材料的选择需要考虑多种因素。对于一个在高温高压下工作的反应器，以下关于材料性能的要求，不正确的是：（）A.材料的强度要高B.材料的耐腐蚀性要好C.材料的导热性要差D.材料的韧性要足14、在化工中的吸附分离过程，关于吸附剂的选择和再生方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.吸附剂应具有较大的比表面积、良好的选择性和吸附容量，常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。吸附剂的再生方法包括加热再生、降压再生和置换再生等B.吸附剂的选择只考虑其吸附容量，其他性能不重要C.吸附剂的再生过程复杂，成本高，因此在实际应用中应尽量避免吸附剂的再生D.所有的吸附剂都可以采用同一种再生方法，且再生效果相同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）化工热力学中的逸度和活度的概念在溶液的研究中经常用到，请解释逸度和活度的定义和物理意义，并说明它们在相平衡计算中的应用。2、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工过程中的吸附分离工艺，包括变压吸附、变温吸附等技术的原理、工艺流程以及在气体分离、净化等方面的应用。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的泡沫浮选技术，包括浮选原理、浮选药剂的选择以及在矿物加工、废水处理等领域的应用和工艺优化。4、（本题5分）在化学反应工程中，反应动力学模型的建立是研究反应过程的重要手段。请论述建立反应动力学模型的步骤和方法，并举例说明如何验证和优化模型。三、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）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。3、（本题5分）对某一化学反应，其反应级数为2，初始浓度为2mol/L，反应2小时后浓度变为1mol/L，求反应速率常数。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）某化工厂有一个列管式换热器，用饱和水蒸气将某种液体从20°C加热到80°C。换热器由25×2.5mm的钢管组成，管长3m，共50根。液体在管内流动，流速为0.5m/s，其比热容为2kJ/(kg·K)，密度为900kg/m^3，粘度为0.001Pa·s。水蒸气在管外冷凝，冷凝温度为100°C。计算总传热系数和传热面积是否满足传热要求。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家化工企业在进行环保设施升级改造时，遇到了资金和技术方面的困难。请分析这些困难产生的原因，并提出解决资金和技术问题的方案。