郑州信息工程职业学院《化工安全与环保》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工安全与环保》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、在化工精馏塔的设计中，若要提高塔的分离效率，可以采取多种措施。以下哪种措施对提高分离效率的作用相对较小？（）A.增加塔板数B.增大塔径C.优化塔板结构D.选择合适的回流比2、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分离气体混合物。在一个填料吸收塔中，用清水吸收氨气，若要提高氨气的吸收率，以下哪种方法效果不明显？（）A.增加吸收剂的用量B.提高吸收塔的操作压力C.降低吸收剂的温度D.减小吸收塔的填料高度3、在化学反应工程中，研究反应速率与反应物浓度、温度等因素的关系至关重要。对于一个复杂的多步反应，以下关于反应速率控制步骤的说法，正确的是：（）A.控制步骤的反应速率最快B.控制步骤决定了整个反应的速率C.控制步骤的反应物浓度最高D.控制步骤受温度影响最小4、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（）A.适用于理想流体B.忽略了流体的粘性C.对于可压缩流体也适用D.可以精确计算实际流体的能量5、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（）A.对溶质的溶解能力B.与原溶剂的互溶性C.萃取剂的价格D.萃取剂的挥发性6、在化工流体输送过程中，需要考虑管道阻力的影响。当输送高粘度液体时，以下哪种管道材质和内径的组合能够最大程度地减小阻力损失？（）A.不锈钢管道，内径较大B.塑料管道，内径较小C.玻璃管道，内径适中D.铸铁管道，内径较大7、化工中的膜分离过程存在浓差极化现象。对于一个膜分离系统，以下哪个操作条件的改变能够有效地减轻浓差极化？（）A.提高进料流速B.降低操作压力C.升高操作温度D.减小膜面积8、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、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制11、在化工生产中，经常需要对混合物进行干燥处理。对于一个恒速干燥阶段，以下关于干燥速率的主要影响因素，正确的是：（）A.物料的含水量B.干燥介质的温度C.干燥介质的流速D.物料的性质12、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定13、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14、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件15、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.减小塔顶采出量二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在化工过程的吸收塔中，填料的润湿性能对吸收效果的影响及改善措施。2、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的磁分离技术，包括磁性粒子的制备、分离原理以及在废水处理、生物分离等方面的应用。3、（本题5分）分析在化工生产的干燥过程中，如何利用流化床干燥器实现对颗粒物料的均匀干燥。4、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工热力学的基本原理和应用，包括状态方程、热力学性质计算以及在相平衡、能量分析等方面的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个连续干燥器在等焓条件下操作，湿物料的初始含水量为0.4kg/kg（干基），干燥后含水量降至0.05kg/kg（干基），空气进入干燥器的温度为80°C，相对湿度为20%，离开干燥器的温度为50°C，求空气的消耗量和干燥器的热效率。2、（本题5分）一个精馏塔的塔顶冷凝器需要将塔顶蒸汽全部冷凝，塔顶蒸汽流量为5000kg/h，汽化潜热为2000kJ/kg，冷却介质为水，进口温度为20°C，出口温度不超过40°C。求冷却水的最小流量。（水的比热容为4.2kJ/(kg·K)）3、（本题5分）一个连续操作的釜式反应器进行一级不可逆反应，反应速率常数为0.3h^-1，进料浓度为3mol/L，体积流量为10L/h，反应器体积为50L，计算出口浓度。4、（本题5分）在一个萃取精馏塔中，用溶剂S分离混合物A和B，相对挥发度为1.5，溶剂比（溶剂流量与进料流量之比）为2，进料组成中A的摩尔分数为0.4，塔顶产品中A的摩尔分数要求达到0.9。计算最小回流比和实际回流比。5、（本题5分）一个连续釜式搅拌反应器（CSTR）串联一个平推流反应器（PFR）进行三级不可逆反应3A→B，反应速率常数为2L³/(mol³·h)。CSTR体积为20L，PFR体积为30L，进料中A的浓度为4mol/L，进料流量为15L/h，计算出口处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）某化工企业在生产过程中产生了大量的余热，如何有效利用这些余热以降低能源消耗和提高经济效益。2、（