长安大学《现代分离方法与技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《现代分离方法与技术》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、在化学反应工程中，以下哪种类型的反应对反应物浓度的变化最为敏感？（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应2、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢3、化工过程中的分离操作广泛应用于各种工业生产。对于萃取分离过程，以下关于萃取剂选择的原则，不恰当的是（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.萃取剂价格越低越好，无需考虑其他因素D.易于回收和再生4、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5、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要措施之一。以下关于余热回收的方式和技术，不准确的是（）A.可以用于发电B.可以预热物料C.回收效率一定能达到100%D.要考虑余热的品质6、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大7、化工原理中，对于精馏塔的设计，若要提高塔顶产品的纯度，同时保持一定的处理量，以下哪种方法可行？（）A.增加塔板数B.减小回流比C.降低塔釜温度D.增大进料量8、在化工分离过程中，萃取是一种有效的分离方法。对于一个液液萃取体系，当萃取剂与原溶剂的互溶性增加时，以下关于萃取效果的变化，正确的是：（）A.萃取效果变好B.萃取效果变差C.萃取效果不变D.萃取效果先变好后变差9、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10、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（）A.要有足够的机械强度B.过滤阻力要小C.过滤介质的选择不考虑价格D.要适应过滤物料的性质11、在化工生产中，经常需要对反应进行催化。对于一个需要高选择性的催化反应，以下哪种催化剂的制备方法能够更好地控制催化剂的活性和选择性？（）A.浸渍法B.沉淀法C.溶胶-凝胶法D.离子交换法12、化工中的搅拌设备用于混合物料和促进反应。对于搅拌器的类型和选型依据，以下描述不正确的是（）A.桨式搅拌器适用于低粘度液体B.涡轮式搅拌器搅拌强度大C.搅拌器的选型只考虑搅拌效果D.要考虑物料性质和工艺要求13、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略14、在化工流体力学中，对于流体在管道中的流动阻力，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。当雷诺数在2000到4000之间时，流体的流动状态是什么？（）A.层流B.湍流C.过渡流D.不确定15、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在化工热力学的混合性质计算中，超额性质的概念和应用。2、（本题5分）请详细阐述化工过程中的冷冻结晶技术，包括冷冻结晶的原理、影响因素以及在化工分离和提纯中的应用和工艺优化。3、（本题5分）结合化工过程的复杂性，深入探讨多尺度建模方法在化学工程中的应用，包括分子尺度、微观尺度和宏观尺度模型的整合和应用。4、（本题5分）解释在膜分离技术在化工中的应用中，如何根据分离对象的性质选择合适的膜材料和膜组件，以及膜分离过程的操作和维护要点。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一理想气体混合物，其中组分A、B、C的摩尔分数分别为0.3、0.5、0.2，总压为100kPa，温度为300K。已知A、B、C的临界温度和临界压力分别为（T_cA，P_cA）、（T_cB，P_cB）、（T_cC，P_cC），求混合物的压缩因子。2、（本题5分）一个吸收塔中用清水吸收空气中的氨气，进气中氨的摩尔分数为0.1，气流量为1000mol/h，液气比为2，平衡关系为y=0.8x。计算吸收率和尾气中氨的摩尔分数。3、（本题5分）某反应在管式反应器中进行，反应为A→2B，反应速率方程为-rA=kCA，其中k=0.05s^-1，进料中A的浓度为2mol/L，进料流量为1L/s，反应器管长为10m，管径为0.05m。计算反应在管内的转化率。4、（本题5分）在一个列管式换热器中，用蒸汽加热液体。蒸汽温度为130℃，冷凝潜热为2100kJ/kg，蒸汽流量为120kg/h。液体入口温度为30℃，出口温度为80℃，流量为600kg/h，比热容为3.8kJ/(kg·℃)。计算换热器的换热面积。5、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应为A→3B，反应速率方程为r=kC_A，其中k=0.6mol/(L·s)，进料中A的浓度为3mol/L，气体流速为8L/s。流化床的体积为80L，计算反应器出口处A和B的浓度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工项目在运营过程中，需要进行安全生产标准化建设，以提高企业的安全生产水平。请分析安全生产标准化建设的内容和方法。2、（