郑州财税金融职业学院《化工设备基础》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、在化工设备的设计中，关于压力容器的设计准则，以下哪种表述是恰当的？（）A.压力容器的设计应遵循强度失效、刚度失效和稳定性失效等多种准则，确保容器在规定的使用条件下安全可靠B.压力容器的设计只需要考虑强度失效准则，其他失效形式可以忽略C.压力容器的设计可以采用低于标准的材料和制造工艺，以降低成本D.压力容器的设计压力可以超过其标注的最高工作压力，只要定期检验即可2、在化工反应工程中，对于一个串联反应，如果中间产物是期望产物，以下哪种操作方式有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力3、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.可逆过程的熵增为零4、在化工设计中，需要对管道进行选材。对于输送强腐蚀性介质的管道，以下哪种材料通常不适合？（）A.不锈钢B.碳钢C.聚四氟乙烯D.玻璃钢5、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定6、在化工热力学中，对于理想气体的状态方程，以下哪个方程在高温低压条件下能更准确地描述其行为？（）A.范德华方程B.维里方程C.理想气体状态方程D.RK方程7、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下关于催化剂外扩散阻力的消除方法，不正确的是：（）A.提高搅拌速度B.减小催化剂颗粒尺寸C.增加反应物浓度D.升高反应温度8、在化工生产中的结晶器设计中，以下哪个因素对晶体的粒度分布影响最大？（）A.溶液的过饱和度控制B.结晶器的搅拌强度C.结晶器的材质D.结晶器的形状9、在化工原理实验中，测量数据的误差分析是必不可少的。以下关于误差的来源和处理方法，不正确的是（）A.系统误差可以通过校准消除B.随机误差可以通过多次测量平均减小C.粗大误差对结果影响不大，可以忽略D.误差分析可以评估实验结果的可靠性10、在化工设备设计中，材料的选择至关重要。对于一个需要承受高温高压且具有腐蚀性介质的反应容器，以下哪种材料最为适合？（）A.不锈钢B.钛合金C.陶瓷D.碳钢11、在化工生产中，经常需要对物料进行加热。对于一种需要精确控制加热温度的物料，以下哪种加热方式的温度控制精度最高？（）A.电加热B.蒸汽加热C.热油加热D.红外线加热12、在化学吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。当吸收一个具有较高溶解度的气体时，以下关于吸收剂性能的要求，不正确的是：（）A.吸收剂的化学稳定性要高B.吸收剂的挥发性要低C.吸收剂的粘度要大D.吸收剂与被吸收气体的反应速率要快13、在化工流体流动中，对于突扩管的局部阻力系数，主要取决于管径的变化比例。若管径突然扩大两倍，局部阻力系数会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小14、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配。对于一个特定的萃取体系，若萃取剂的用量增加，萃取相和萃余相的组成会如何变化？（）A.萃取相中溶质浓度增加，萃余相中溶质浓度减少B.萃取相中溶质浓度减少，萃余相中溶质浓度增加C.萃取相和萃余相中溶质浓度均增加D.萃取相和萃余相中溶质浓度均减少15、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）化工分离过程中的吸附平衡和吸附动力学是吸附操作的理论基础。请详细介绍吸附平衡和吸附动力学的概念和模型，并分析如何利用它们来设计和优化吸附过程。2、（本题5分）在化工原理中，液体搅拌过程中的功率消耗和混合效果是设计和操作搅拌器的重要考虑因素。请阐述功率消耗的计算方法和影响因素，并分析如何通过搅拌器的设计和操作参数的优化来提高混合效果。3、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工生产中的安全管理体系和措施，包括安全法规的遵守、事故预防机制、应急响应计划等方面的内容和重要性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个萃取塔用有机溶剂萃取水溶液中的溶质A，水相进料量为1000kg/h，溶质A的初始浓度为20g/L，有机相进料量为800kg/h，溶质A在有机相和水相中的分配系数为3。计算单级萃取后水相中溶质A的浓度。2、（本题5分）在一个间歇操作的蒸发器中，将1000kg浓度为10%（质量分数）的溶液浓缩到50%，蒸发室压力下溶液的沸点升高为8°C，加热蒸汽的温度为120°C，冷凝液在饱和温度下排出。已知蒸发器的传热系数为1000W/(m²·K)，求加热蒸汽的消耗量和蒸发器的传热面积。3、（本题5分）在一个间壁式换热器中，热流体走壳程，进口温度为250°C，出口温度为180°C，流量为6000kg/h，比热容为2.8kJ/(kg·K)；冷流体走管程，进口温度为50°C，出口温度为120°C，流量为8000kg/h，比热容为4.1kJ/(kg·K)。求换热器的传热面积和总传热系数。4、（本题5分）某化工厂生产过程中产生一股含有甲醇、乙醇和水的混合物，其质量分数分别为30%、20%和50%，流量为5000kg/h。现采用萃取精馏的方法分离甲醇和乙醇，萃取剂为乙二醇，计算所需的萃取剂流量和理论塔板数。5、（本题5分）一个固定床吸附器中用活性炭吸附空气中的有机气体，进气中有机气体的浓度为1000mg/m³，气体流量为1000m³/h，吸附剂的平衡吸附量为200mg/g，吸附剂的装填量为500kg，计算吸附器的穿透时间。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个新的化工产品研发项目，需要考虑市场需求、技术可行性、生产成本等因素。请分析该