南京理工大学紫金学院《化工原理课程设计》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页南京理工大学紫金学院《化工原理课程设计》

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、在化工生产中，经常涉及到气体的压缩过程。对于一个绝热压缩过程，若压缩比相同，以下关于压缩终温的说法，正确的是：（）A.压缩气体的比热容越大，终温越高B.压缩气体的比热容越大，终温越低C.气体比热容对终温没有影响D.无法确定比热容与终温的关系2、在化工安全工程中，火灾和爆炸是常见的事故类型。对于一个易燃易爆的化工场所，以下关于预防火灾爆炸的措施，不正确的是：（）A.提高操作压力B.控制火源C.加强通风D.采用防爆电气设备3、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4、在化工传热过程中，当热流体通过间壁将热量传递给冷流体时，若要提高传热效率，可以采取多种措施。以下哪种方法通常不是有效的手段？（）A.增大传热面积B.提高冷热流体的温差C.增加间壁的厚度D.提高流体的流速5、化工过程的模拟和优化对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。在使用化工模拟软件进行过程优化时，以下哪个参数的优化对经济效益的提升最为明显？（）A.原材料的消耗B.产品的产量C.设备的投资D.操作工人的数量6、化工过程中的结晶器设计，若要得到较大粒度的晶体，以下哪种操作条件较为有利？（）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.较强的搅拌强度7、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（）A.间歇反应器适合小批量生产B.连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高C.两者的反应时间计算方法不同D.物料混合情况有所差异8、在化工工艺设计中，工艺流程的选择需要综合考虑多方面因素。对于一个生产同一种产品的不同工艺流程，以下关于选择的依据，不正确的是：（）A.设备投资成本B.操作人员的经验C.原材料的供应D.产品的质量9、在化工过程的安全管理中，风险评估是重要的环节。以下关于风险评估的方法，哪一种通常不用于化工过程？（）A.故障树分析B.层次分析法C.民意调查D.事件树分析10、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11、在化工传递过程中，热传导是常见的传热方式之一。关于热传导的基本定律——傅里叶定律，以下说法错误的是（）A.热流密度与温度梯度成正比B.热导率是物质的固有属性C.热导率不受温度影响D.适用于稳态和非稳态传热12、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（）A.确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证B.收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证C.收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证D.确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证13、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14、在化工热力学的计算中，以下哪个热力学性质不是通过状态方程直接计算得到的？（）A.压力B.体积C.熵D.焓15、在化工分离过程中，以下哪种方法常用于分离分子量差异较大的混合物？（）A.电泳B.超滤C.渗析D.电渗析二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述在化工设备设计中，如反应器、换热器、塔设备等，如何根据工艺要求和操作条件进行结构设计和材料选择，以确保设备的安全运行。2、（本题5分）分析在化工过程的结晶过程中的晶体生长动力学研究中，如何通过实验和理论分析确定晶体生长速率与过饱和度等因素的关系。3、（本题5分）化工原理中的蒸馏操作是重要的分离方法，请详细说明简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏的区别和联系，并分析它们在不同工况下的应用。4、（本题5分）在化学反应工程中，讨论平行反应和连串反应的特点和选择性控制策略，分析浓度、温度和时间等因素对反应选择性的影响。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个绝热压缩过程，将1mol理想气体从初始状态（P1=1atm，T1=300K）压缩到终态压力P2=5atm，已知气体的Cp,m=29.1J/(mol·K)，求终态温度T2及压缩过程所做的功。2、（本题5分）某精馏塔的进料热状况为饱和液体，进料量为100kmol/h，塔顶馏出液量为40kmol/h，塔釜采出液量为60kmol/h，塔顶产品的摩尔分数为0.9，塔釜产品的摩尔分数为0.1。求进料组成。3、（本题5分）某连续干燥器在等焓干燥条件下操作，湿物料处理量为400kg/h，初始湿基含水量为0.18，干燥产品的湿基含水量为0.03。已知绝干物料的比热容为1.0kJ/(kg·℃)，空气进入干燥器的温度为70℃，湿度为0.008kg/kg干空气，离开干燥器的温度为45℃。计算空气的消耗量。4、（本题5分）在一个列管式换热器中，用热油加热冷水。热油进口温度为180°C，出口温度为100°C，冷水进口温度为20°C，出口温度为60°C。已知热油的比热容为2500J/(kg·K)，流量为1kg/s，冷水的比热容为4200J/(kg·K)，求冷水的流量。5、（本题5分）在一个膜分离过程中，已知膜的渗透系数和膜面积，进料侧溶质的浓度为10mol/m³，渗透侧溶质的浓度为1mol/m³，求溶质的渗透通量。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在新能源领域，某企业开发的氢能存储材料存在存储容量不高的问题。请分析原因并提出改进策略。2、（本题10分）一家化工