湖南第一师范学院《聚合物反应工程基础》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、在化学反应动力学研究中，对于一个一级反应，其反应速率常数与反应物浓度的关系是怎样的？反应半衰期又如何随初始浓度变化？（）A.反应速率常数与浓度成正比，半衰期与初始浓度无关B.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度成正比C.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度无关D.反应速率常数与浓度成反比，半衰期与初始浓度成反比2、在化工流体力学中，对于非牛顿流体的流动，其粘度通常不是常数。若一种非牛顿流体的表观粘度随剪切速率的增加而减小，这种流体被称为？（）A.假塑性流体B.胀塑性流体C.宾汉流体D.触变性流体3、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4、在化工原理中，研究流体在管道中的流动阻力时，摩擦系数与雷诺数和管道粗糙度有关。对于光滑管道，当雷诺数增加时，以下关于摩擦系数的变化，正确的是：（）A.摩擦系数增大B.摩擦系数减小C.摩擦系数不变D.摩擦系数先减小后增大5、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量6、在化工反应工程中，研究反应的动力学方程对于优化反应过程非常重要。对于一个复杂的多步反应，以下哪种实验方法能够更准确地确定动力学方程？（）A.间歇实验B.连续实验C.半连续实验D.以上方法结合7、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8、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度9、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10、对于化工过程中的结晶器类型，以下哪种结晶器适用于大规模连续生产？（）A.搅拌釜式结晶器B.奥斯陆结晶器C.流化床结晶器D.蒸发结晶器11、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12、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（）A.流化床干燥器B.厢式干燥器C.喷雾干燥器D.回转圆筒干燥器13、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（）A.热阻越大，温差越大B.热阻越大，温差越小C.热阻与温差无关D.取决于传热系数14、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢15、在化工工艺流程设计中，需要考虑多种因素以确保生产的高效和稳定。对于一个涉及多个反应和分离步骤的流程，以下哪个因素对于优化流程顺序最为关键？（）A.反应的转化率B.产物的纯度要求C.各步骤的成本D.原料的供应稳定性二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化工分离过程中，磁分离技术在废水处理和矿物加工等领域有一定的应用前景，请阐述磁分离的原理和过程，包括磁性颗粒的制备和磁场的作用，并分析其适用的物料体系和限制条件。2、（本题5分）解释在化工热力学的热力学第三定律应用中，绝对熵的计算和意义。3、（本题5分）详细说明在化工生产的干燥器中，气流速度对干燥效果的影响及优化方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（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，反应方程式为A+2B→3C。进料中A、B的摩尔比为1:2，总进料流量为8mol/s，反应温度为400°C。反应速率方程为r=k*C_A*C_B²，其中k=5L²/(mol²·s)，C_A和C_B分别为A和B的浓度。计算反应器出口处各组分的浓度。2、（本题5分）在一个固定床反应器中进行催化加氢反应，反应为二级不可逆反应，反应速率常数为0.2L/(mol·s)，催化剂颗粒孔隙率为0.35，床层堆积密度为900kg/m³，进料气体流速为6m³/s，进料浓度为3mol/m³，求反应器体积。3、（本题5分）对一个湿物料进行干燥处理，初始湿含量为0.4kg水/kg干物料，干燥后湿含量降至0.05kg水/kg干物料。干燥过程中，空气的进口温度为120°C，湿度为0.01kg水/kg干空气，出口温度为80°C，湿度为0.05kg水/kg干空气。计算所需的干空气流量和干燥时间。4、（本题5分）在一个精馏塔中，进料为含乙醇30%（摩尔分数，下同）和水70%的混合物，进料量为500kmol/h，要求塔顶馏出液中乙醇的含量不低于90%，塔底釜残液中乙醇的含量不高于5%。已知乙醇和水的相对挥发度为8，求最小回流比和理论板数。5、（本题5分）在一个双组分精馏塔中，进料为含易挥发组分A30%（摩尔分数）的混合物，塔顶产品中A的含量为90%，塔底产品中A的含量为5%。进料流量为100kmol/h，回流比为3。求塔顶和塔底产品的流量。四、案例分析题（本大题共3个小题，