中国民用航空飞行学院《反应工程概论》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、化工过程中的精馏操作是常见的分离方法。在一个连续精馏塔中，若进料组成发生变化，塔顶和塔底产品的纯度会受到怎样的影响？（）A.塔顶和塔底产品纯度均不变B.塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度不变C.塔顶产品纯度不变，塔底产品纯度降低D.塔顶和塔底产品纯度均可能发生变化2、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（）A.间歇反应器适合小批量生产B.连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高C.两者的反应时间计算方法不同D.物料混合情况有所差异3、化工中的吸附分离过程常用于气体和液体的净化。对于一种具有较大吸附容量的吸附剂，以下哪个因素对吸附剂的再生效率影响最大？（）A.再生温度B.再生压力C.再生气体的流速D.再生时间4、化学反应工程是化学工程的重要分支。在一个间歇式搅拌反应器中进行不可逆的一级反应，若要提高产物的收率，以下哪种操作方式最为有效？（）A.增加反应物浓度B.升高反应温度C.延长反应时间D.加快搅拌速度5、在化工过程的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，以下哪种措施是最为关键的？（）A.采用密封容器B.控制温度和压力C.安装防爆设备D.加强人员培训6、在化工原理中，研究流体在管内的强制对流传热时，以下关于努塞尔数（Nu）的影响因素，不正确的是：（）A.流体的导热系数B.管道的长度C.流体的流速D.流体的物性参数7、在化工热力学中，研究纯物质的饱和蒸汽压与温度的关系时，安托尼方程是常用的经验公式。以下关于安托尼方程参数的获取方法，不正确的是：（）A.实验测定B.理论推导C.经验估算D.数据拟合8、对于化工过程中的流体流动，以下关于雷诺数的含义和作用，哪一个是正确的？（）A.雷诺数是用来判断流体流动类型（层流或湍流）的无量纲数，其大小反映了流体的惯性力与黏性力的相对大小B.雷诺数只与流体的流速有关，与流体的性质和管道直径无关C.雷诺数越大，流体的流动阻力越小，能量损失越少D.雷诺数对流体流动的研究没有实际意义，只是一个理论概念9、在化工生产中的干燥过程中，以下哪种干燥介质的吸湿能力相对较弱？（）A.空气B.氮气C.水蒸气D.烟道气10、在化工生产中，换热器是常见的设备。对于一个逆流操作的换热器，当冷热流体的进口温度不变，而热流体的流量增加时，以下关于传热温差的变化，正确的是：（）A.传热温差增大B.传热温差减小C.传热温差不变D.传热温差的变化无法确定11、关于化工过程中的流化床反应器，以下哪种情况不是其常见的操作问题？（）A.沟流现象B.腾涌现象C.催化剂磨损D.反应温度过低12、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13、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14、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个可逆放热反应，为了提高反应的转化率，以下哪种操作策略通常是最为有效的？（）A.降低反应温度B.提高反应温度C.增加反应物浓度D.及时移除反应产物15、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）结合现代分析测试技术的发展，深入探讨在化学工程中如何运用先进的分析手段如色谱、质谱、光谱等对化工产品和过程进行质量监控和分析。2、（本题5分）解释在化工过程的膜分离应用中，如何进行膜分离与其他分离技术的组合和集成。3、（本题5分）阐述在化工过程的渗透汽化技术中，如何通过选择合适的膜材料和操作条件实现液体混合物的分离，以及该技术在有机溶剂脱水等领域的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个吸收塔用氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化硫，进气中二氧化硫的摩尔分数为0.06，气体流量为900m3/h，塔径为1.8m，液泛气速为2.2m/s，操作气速为0.75倍液泛气速。计算塔的高度。2、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应方程式为A+2B→3C。进料中A、B的摩尔比为1:2，总进料流量为8mol/s，反应温度为400°C。反应速率方程为r=k*C_A*C_B²，其中k=5L²/(mol²·s)，C_A和C_B分别为A和B的浓度。计算反应器出口处各组分的浓度。3、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥颗粒物料，物料的初始含水量为40%（质量分数），干燥后含水量降至8%，进料量为200kg/h，绝干物料的比热容为1.5kJ/(kg·K)，干燥介质为热空气，进口温度为150°C，出口温度为100°C，湿度为0.02kg/kg干空气，计算所需的干空气流量。4、（本题5分）某化工厂的管道中输送过热蒸汽，蒸汽压力为2MPa，温度为300°C，管道内径为0.2m，长度为50m，绝热层厚度为0.1m，绝热材料的导热系数为0.2W/(m·K)，环境温度为20°C，计算每小时的热损失。5、（本题5分）在一个吸收塔中，用清水吸收空气中的氨气。进气中氨气的摩尔分数为0.1，尾气中要求氨气的摩尔分数降低到0.01，气液平衡关系为y=1.5x，液气比为2。计算所需的塔高，假设传质单元高度为0.8m。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题