天津医学高等专科学校《化工计算与流程模拟》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工计算与流程模拟》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2、在化工热力学的研究中，以下哪个参数常用于判断混合物的非理想性程度？（）A.活度系数B.逸度系数C.压缩因子D.偏心因子3、在化工中的气固相催化反应过程，关于催化剂的中毒和失活，以下哪种说法是正确的？（）A.催化剂的中毒是指少量杂质使催化剂的活性和选择性显著下降，且这种中毒通常是不可逆的。催化剂的失活则包括中毒、烧结、积炭等多种原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化剂的中毒和失活都是由于反应物浓度过高导致的，降低反应物浓度可以避免C.催化剂一旦中毒或失活，就无法恢复其活性，必须更换新的催化剂D.催化剂的中毒和失活对反应速率和选择性没有影响，不需要关注4、在化工过程的能量分析中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，哪项表述是不正确的？（）A.熵增原理可用于判断过程的可行性B.绝热不可逆过程的熵增大于零C.熵增越大，过程的能量利用效率越高D.可逆过程的熵增为零5、在化工分离过程中，离子交换树脂常用于分离离子型物质。对于一种强酸性阳离子交换树脂，以下哪种离子更容易被交换？（）A.钠离子B.钙离子C.氢离子D.镁离子6、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（）A.水B.空气C.冷冻盐水D.导热油7、化工中的精馏操作可以通过改变操作条件来提高分离效果。当塔顶产品的纯度要求较高时，以下哪个操作条件的调整最为有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜温度C.增加塔顶采出量D.降低塔压8、化学反应的选择性对于提高产品质量和原料利用率非常重要。以下关于提高化学反应选择性的方法，不正确的是（）A.选择合适的催化剂B.控制反应条件C.随意改变反应物比例D.优化反应路径9、在化工设备的设计中，对于承受外压的薄壁容器，以下哪个因素对于稳定性的影响最大？（）A.容器的直径B.容器的长度C.材料的强度D.壁厚10、在化学反应器的设计中，若要实现高转化率和高选择性，对于一个放热反应，以下哪种操作方式可能是合适的？（）A.绝热操作B.等温操作C.变温操作D.以上操作方式效果相同11、在化工分离过程中，离心分离是利用离心力实现分离的方法。对于一个固液混合物的离心分离过程，以下关于离心分离因数的影响因素，不正确的是：（）A.离心机的转速B.混合物的密度差C.离心机的半径D.分离时间12、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器13、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度14、在化工原理的学习中，吸收操作是重要的传质过程。关于吸收过程中的气液平衡关系，以下说法不正确的是（）A.溶解度随温度升高而降低B.压力增大，溶解度增大C.亨利定律只适用于稀溶液D.气液平衡关系不受溶质种类影响15、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.冷却介质的温度二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述在化工过程的结晶操作中，如何控制晶体的形状和尺寸分布以满足特定的应用需求。2、（本题5分）结合化工企业的节能减排实践，深入探讨余热发电技术在化工中的应用原理、系统组成以及经济效益和环境效益。3、（本题5分）化工热力学中的混合性质对于混合物的研究具有重要意义，请说明混合焓、混合熵和混合体积的概念，并分析它们与混合物组成的关系。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）在一个间歇釜式反应器中进行如下反应：3A→B+2C，初始时A的浓度为3mol/L，反应4小时后B的浓度为0.5mol/L，求该反应的平均反应速率。3、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行二级不可逆反应2A→B，反应速率常数为2L/(mol·s)，初始反应物A的浓度为4mol/L，反应时间为3h。求反应结束时B的浓度。4、（本题5分）一换热器用100℃的饱和水蒸气将流量为2000kg/h的某液体从20℃加热到80℃。已知液体的比热容为2.5kJ/(kg·℃)，换热器的总传热系数为800W/(m²·℃)，换热面积为10m²。计算蒸汽的用量（假设蒸汽冷凝后排出的温度为100℃）。5、（本题5分）某化工厂的吸收塔用乙醇胺溶液吸收废气中的硫化氢（H2S），进气中H2S的摩尔分数为0.08，气体流量为1200m3/h，吸收液中乙醇胺的浓度为0.3mol/L，液气比为1.8。假设吸收反应符合亨利定律，亨利系数为200kPa，计算H2S的吸收率。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的废水处理后可以达到零排放吗？如果可以，需要哪