中山大学《化工过程数据处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页中山大学

《化工过程数据处理》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（）A.考虑了分子间的引力和斥力B.适用于所有压力范围C.计算精度较高D.形式较为简单2、在化工安全管理中，危险化学品的储存需要遵循严格的规定。对于易燃液体的储存，以下关于储存条件的要求，不正确的是：（）A.通风良好B.远离火源C.高温环境D.采用防爆电气3、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4、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度5、化工中的搅拌釜传热过程需要强化。对于提高搅拌釜的传热系数，以下哪个措施最为有效？（）A.增加搅拌桨的数量B.改变搅拌桨的类型C.在釜内安装内盘管D.提高搅拌转速6、化工热力学在化工过程的设计和分析中起着重要作用。对于一个理想气体的绝热膨胀过程，若温度从300K下降到200K，其熵变是正值还是负值？（）A.正值B.负值C.零D.无法确定7、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量8、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低9、在化学反应工程中，对于一个连续搅拌釜式反应器（CSTR），以下关于其停留时间分布的特点，不正确的是：（）A.停留时间分布较宽B.存在返混C.停留时间均一D.适用于慢反应10、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11、在化工传递过程中，关于对流传热系数的影响因素，以下哪种表述是恰当的？（）A.对流传热系数只与流体的物理性质和流动状态有关，与换热器的结构无关B.对流传热系数与流体的流速、温度、黏度、热导率以及换热器的结构等多种因素都有关系C.对流传热系数主要取决于流体的温度，其他因素的影响可以忽略不计D.对流传热系数是一个固定值，不受任何外界条件的影响12、化工生产中的蒸发操作常用于溶液的浓缩。对于多效蒸发系统，以下关于其节能原理和特点，描述错误的是（）A.利用二次蒸汽B.效数越多，节能效果越好C.设备投资增加D.操作复杂13、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性14、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15、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.选择合适的回流比二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在化工分离过程中，如精馏、萃取、吸附等操作，如何根据混合物的性质和分离要求选择合适的分离方法，并说明其原理。2、（本题5分）化工原理中的蒸发操作常用于溶液的浓缩，请详细说明蒸发过程的原理和特点，包括蒸发器的类型（如中央循环管式、外加热式等）和操作要点，并分析如何提高蒸发效率。3、（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。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个间歇反应釜中进行如下复杂反应：A→2B（速率常数k1=0.3h^(-1)），B→C（速率常数k2=0.2h^(-1)）。初始时仅有A，浓度为4mol/L，反应时间为7h，求各物质的浓度。2、（本题5分）一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为160°C和80°C，冷流体的进出口温度分别为25°C和75°C，热流体和冷流体的比热容分别为2.0kJ/(kg·K)和4.5kJ/(kg·K)，流量分别为1.2kg/s和2.5kg/s。计算换热器的对数平均温差和传热系数为600W/(m²·K)时的传热面积。3、（本题5分）某化工厂需要用一个填料吸收塔处理含二氧化硫的废气，进气中二氧化硫的浓度为5%（体积分数），气体流量为1000m³/h，要求吸收率达到90%。采用的吸收剂为浓度为0.02mol/L的氢氧化钠溶液，液气比为1.5。已知平衡关系为y=2x。计算吸收剂的用量和尾气中二氧化硫的浓度。4、（本题5分）一个膜分离装置用于分离两种气体混合物，已知两种气体的渗透系数分别为0.05和0.02m^3/(m^2·s·Pa)，膜面积为5m^2，压差为100Pa。计算两种气体的渗透通量和分离因子。5、（本题5分）某化工厂要设计一个旋风分离器来分离含尘气体中的固体颗粒，气体流量为1000m3/h，进口气体含尘浓度为10g/m3，要求分离效率达到90%。已知固体颗粒的密度为2000kg/m3，旋风分离器的直径为0.5m。计算出口气体的含尘浓度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工企业在进行环保设施升级改造时，遇到了资金和技术方面的困难。