兰考三农职业学院《物料与能量衡算原理》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页兰考三农职业学院《物料与能量衡算原理》

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、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2、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3、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间4、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5、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（）A.间歇反应法B.连续流动法C.示踪法D.静态法6、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7、在化工生产中，换热器是常见的设备。对于一个逆流操作的换热器，当冷热流体的进口温度不变，而热流体的流量增加时，以下关于传热温差的变化，正确的是：（）A.传热温差增大B.传热温差减小C.传热温差不变D.传热温差的变化无法确定8、在化工传递过程中，关于对流传热系数的影响因素，以下哪种表述是恰当的？（）A.对流传热系数只与流体的物理性质和流动状态有关，与换热器的结构无关B.对流传热系数与流体的流速、温度、黏度、热导率以及换热器的结构等多种因素都有关系C.对流传热系数主要取决于流体的温度，其他因素的影响可以忽略不计D.对流传热系数是一个固定值，不受任何外界条件的影响9、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10、在化工设备的设计中，对于承受内压的薄壁容器，以下哪个参数是确定容器壁厚的关键因素？（）A.工作压力B.容器直径C.材料的许用应力D.以上因素都很关键11、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单12、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（）A.考虑了分子间的引力和斥力B.适用于所有压力范围C.计算精度较高D.形式较为简单13、在化工设备的选材中，以下哪种材料通常用于高温高压且有腐蚀性介质的工况？（）A.碳钢B.不锈钢C.钛合金D.铜合金14、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制15、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16、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。以下哪种涂层材料的耐腐蚀性通常较好？（）A.环氧树脂涂层B.聚乙烯涂层C.油漆涂层D.镀锌涂层17、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（）A.要考虑保温材料的导热系数B.保温层越厚越好C.要计算保温层的经济厚度D.考虑环境温度对保温效果的影响18、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器19、在化工生产中，经常需要对物料进行混合。对于高粘度物料的混合，以下哪种搅拌器的混合效果通常更好？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.螺带式搅拌器20、在化工设计中，管道布置是重要的环节之一。以下关于化工管道布置的原则和要求，不正确的是（）A.要考虑物料特性B.尽量减少弯头和阀门C.管道走向可以随意设置D.要便于安装和维修21、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22、在化工过程的控制中，自动化控制技术发挥着重要作用。以下关于自动化控制系统的组成和工作原理，不正确的是（）A.包括传感器、控制器和执行器B.反馈控制是最常用的控制方式C.控制系统的稳定性不重要D.可以实现精确的过程控制23、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利24、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25、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢26、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27、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28、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29、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30、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.袋式过滤器二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某间歇反应釜中进行如下反应：A+B→C，反应速率方程为-rA=kCA0.5CB，其中k=0.5L/(mol·min)，初始时刻A和B的浓度分别为2mol/L和3mol/L。反应60min后，计算A的浓度。2、（本题5分）在一个萃取过程中，用有机溶剂从水溶液中萃取溶质B，水溶液中溶质B的初始浓度为50g/L，有机溶剂与水溶液的体积比为1:2，分配系数为2，计算一次萃取后水溶液中溶质B的浓度。3、（本题5分）在一个绝热膨胀过程中，某种气体的初始状态为温度300K，压力2MPa，体积0.5m³。膨胀后压力降至1MPa，假设气体的比热容比为1.3，求膨胀后的温度和体积。4、（本题5分）某反应在500K时的平衡常数K=100，若起始时反应物的浓度均为1mol/L，求反应达到平衡时各物质的浓度。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。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述化学反应工程中，影响化学反应速率的因素有哪些，以及如何通过控制这些因素来优化反应过程。2、（本题5分）化学反应工程中，讨论非均相催化反应的特点和过程，包括催化剂的外扩散、内扩散和表面反应步骤，并说明如何消除内外扩散的影响以提高反应速率。3、（本题5分）阐述在化工反应过程的强化技术中，如微通道反应、超重力反应等，如何通过创新的设备和工艺手段提高反应速率和选择性。4、（本题5分）在化学反应工程中，讨论催化