中国科学院大学《化工原理A（2）》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页中国科学院大学《化工原理A（2）》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、在化工反应工程中，研究反应的热效应对于设计反应器和控制反应过程非常重要。对于一个强放热反应，以下哪种措施能够有效地控制反应温度？（）A.采用夹套冷却B.通入惰性气体C.分段进料D.以上都是2、在化工热力学中，研究混合气体的性质时，道尔顿分压定律和阿马格分体积定律具有重要意义。对于一个由两种理想气体组成的混合气体，以下关于分压和分体积的说法，正确的是：（）A.分压之和等于总压，分体积之和等于总体积B.分压之和大于总压，分体积之和大于总体积C.分压之和小于总压，分体积之和小于总体积D.分压与分体积之间没有确定的关系3、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重4、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积5、化学反应的速率常数不仅与温度有关，还与反应物的浓度有关。对于一个一级反应，当反应物浓度增加一倍时，速率常数会？（）A.增加一倍B.不变C.减小一半D.增加两倍6、在化工过程模拟中，常用的软件可以帮助优化工艺参数。以下关于化工过程模拟软件的功能和应用，不准确的是（）A.可以预测产品质量B.不能进行成本估算C.能够优化操作条件D.辅助设计工艺流程7、在化学反应动力学研究中，对于一个一级反应，其反应速率常数与反应物浓度的关系是怎样的？反应半衰期又如何随初始浓度变化？（）A.反应速率常数与浓度成正比，半衰期与初始浓度无关B.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度成正比C.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度无关D.反应速率常数与浓度成反比，半衰期与初始浓度成反比8、在化工传热过程中，增加传热面积可以提高传热效率。以下哪种方式增加传热面积的效果最显著？（）A.增加管道长度B.增加管道直径C.使用翅片管D.增加换热器的数量9、对于化工过程中的结晶器类型，以下哪种结晶器适用于大规模连续生产？（）A.搅拌釜式结晶器B.奥斯陆结晶器C.流化床结晶器D.蒸发结晶器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、化工中的吸附过程存在吸附平衡。对于一个给定的吸附体系，以下哪个因素对吸附平衡的影响最大？（）A.温度B.压力C.吸附剂的比表面积D.吸附质的浓度12、在化工热力学中，对于一个绝热可逆膨胀过程，系统的温度和压力会如何变化？（）A.温度降低，压力降低B.温度升高，压力升高C.温度不变，压力降低D.温度降低，压力不变13、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢14、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（）A.对原料进行预处理B.控制反应温度和压力C.定期对催化剂进行再生D.以上都是15、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。以下哪项不是经济因素的主要考虑内容？（）A.设备投资成本B.原材料价格C.反应动力学参数D.产品市场价格二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述在化工过程的干燥过程中的热质传递模型中，如何建立数学模型描述干燥过程中的热量和质量传递规律，预测干燥时间和产品质量。2、（本题5分）解释在化工热力学的研究中，如何利用相图来分析和理解物质的相变过程和相平衡关系。3、（本题5分）阐述在化学反应工程中，如何通过反应动力学的研究来优化化学反应的条件以提高反应的选择性和转化率，并举例说明。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某吸收塔用纯溶剂吸收混合气中的溶质A，进口混合气中A的摩尔分数为0.1，出口混合气中A的摩尔分数要求降低到0.02，平衡关系为y=2x，气液比为2。求所需的传质单元数。2、（本题5分）某理想气体经历一个等熵过程，从初始状态（压力1.5MPa，温度500K）变化到终态（压力0.8MPa），计算终态温度和气体体积变化率。3、（本题5分）在一个多级萃取过程中，含溶质A的料液流量为120kg/h，溶质A的初始浓度为0.2kg/kg，萃取剂流量为90kg/h，平衡关系为y=0.7x，求经过4级萃取后萃余相中溶质A的浓度。4、（本题5分）某化工厂进行裂解反应，原料为正丁烷，反应温度为750℃，压力为0.5MPa，反应产物包括乙烯、丙烯、丁二烯等。已知反应的动力学方程和热力学参数，计算正丁烷的转化率和产物的选择性。5、（本题5分）某吸收塔用纯溶剂吸收混合气中的溶质，进塔气体中溶质的摩尔分数为0.05，吸收率为90%，相平衡关系为y=0.8x，求最小液气比和实际液气比为1.5倍最小液气比时的传质单元高度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个化工项目在运营过程中，需要进行设备维护和管理，以确保设备的正常运行。请分析设备维护和管理的重要性及方法。2、（本