中山大学《精细有机合成及分析实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(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30个小题，每小题1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、在化工过程控制中，反馈控制是一种常见的控制策略。以下关于反馈控制的特点，哪项描述是不准确的？（）A.能够克服所有干扰B.基于被控变量的测量值进行调节C.可能存在一定的滞后D.系统结构相对简单2、在化工设备设计中，需要考虑材料的选择以适应不同的工况。对于高温高压的化工设备，以下哪种材料通常不是首选？（）A.不锈钢B.碳钢C.钛合金D.特种陶瓷3、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高4、在化工过程的经济评价中，净现值（NPV）是常用的指标之一。当NPV大于零时，意味着什么？（）A.项目在经济上不可行B.项目的收益小于成本C.项目在经济上可行D.项目的收益等于成本5、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间6、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（）A.熵变为零B.熵变小于零C.熵变大于零D.熵变的正负无法确定7、化学反应工程中，对于一个平行反应，若主反应的活化能大于副反应的活化能，升高温度对主反应的选择性会产生怎样的影响？（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低8、在化学工程领域，对于多相反应体系，以下关于相间传质对反应速率的影响，哪种说法是正确的？（）A.相间传质通常会限制反应速率B.相间传质对反应速率没有影响C.相间传质总是会加快反应速率D.相间传质的影响取决于反应类型9、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要措施之一。以下关于余热回收的方式和技术，不准确的是（）A.可以用于发电B.可以预热物料C.回收效率一定能达到100%D.要考虑余热的品质10、在化工原理实验中，数据处理和结果分析是重要环节。以下关于实验数据的处理方法和误差分析，不正确的是（）A.可以用线性回归分析数据B.误差分析只考虑随机误差C.可以通过作图法直观展示数据D.要对实验结果的可靠性进行评估11、化学反应的平衡常数与反应的温度和压力有关。对于一个吸热反应，升高温度，平衡常数会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.取决于压力12、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（）A.安装防爆电气设备B.制定严格的操作规程C.进行静电消除处理D.配备消防灭火设备13、在化工过程的经济评价中，以下哪个指标能够综合考虑投资和运营成本？（）A.内部收益率B.净现值C.投资回收期D.成本效益比14、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范15、化工热力学中，对于混合热不为零的混合物，其超额性质通常如何定义？（）A.实际混合物性质与理想混合物性质之差B.实际混合物性质与纯组分性质之和C.实际混合物性质与纯组分性质之差D.实际混合物性质与理想溶液性质之差16、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节17、在化工过程的传热强化中，以下哪种方法不是通过增加传热面积来实现的？（）A.使用翅片管B.采用波纹管C.提高流体流速D.安装螺旋隔板18、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（）A.回流比B.进料位置C.塔釜加热量D.塔顶采出量19、在化工热力学中，对于理想溶液，其混合过程的焓变和体积变化通常是怎样的？（）A.焓变和体积变化均为零B.焓变为零，体积变化不为零C.焓变不为零，体积变化为零D.焓变和体积变化均不为零20、在化学反应动力学中，研究反应级数的确定方法时，以下关于初始速率法的特点，不正确的是：（）A.只需要测量反应初始阶段的速率B.可以消除产物的影响C.适用于复杂反应D.实验操作简单21、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染22、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（）A.间歇反应法B.连续流动法C.示踪法D.静态法23、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间24、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.可逆过程的熵增为零25、对于化工中的非均相反应过程，以下关于相间传质对反应的影响，哪一项是恰当的？（）A.相间传质会影响非均相反应的速率和选择性。如果传质速率小于反应速率，反应会受到传质的限制；如果传质速率远大于反应速率，反应则主要受化学反应动力学控制B.相间传质对非均相反应没有影响，反应速率只取决于化学反应本身C.相间传质总是会促进非均相反应的进行，提高反应速率和选择性D.相间传质的影响可以忽略不计，在研究非均相反应时不需要考虑26、在化工流体流动的测量中，以下哪种流量计适用于测量大管径、低流速的流体流量？（）A.涡轮流量计B.电磁流量计C.孔板流量计D.超声波流量计27、对于化工过程中的萃取过程，以下哪种情况下萃取剂的用量需要增加？（）A.溶质在原溶剂中的溶解度增大B.溶质在萃取剂中的溶解度减小C.原溶剂与萃取剂的互溶性增强D.萃取相和萃余相的分离难度增大28、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29、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30、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.碳钢二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒直径为0.5mm，密度为2000kg/m³，气体流速为2m/s，床层空隙率为0.5，求催化剂的带出速度和最小流化速度。2、（本题5分）在一个精馏塔中，进料为含乙醇30%（摩尔分数，下同）和水70%的混合物，进料量为500kmol/h，要求塔顶馏出液中乙醇的含量不低于90%，塔底釜残液中乙醇的含量不高于5%。已知乙醇和水的相对挥发度为8，求最小回流比和理论板数。3、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，某种气体的初始温度为20°C，压力为1atm，体积为10m³。压缩后压力升至5atm，假设气体的比热容比为1.4，求压缩后的温度和体积。4、（本题5分）有一理想气体混合物，由50%（摩尔分数）的氮气和50%的氧气组成。总压力为200kPa，温度为300K。已知氮气和氧气的摩尔定压热容分别为29.1J/(mol·K)和29.4J/(mol·K)。计算该混合物的摩尔定压热容。5、（本题5分）在一个管壳式换热器中，用热流体将冷流体从20℃加热到80℃。热流体入口温度为120℃，出口温度为80℃，冷流体流量为2kg/s，比热容为4.2kJ/(kg·℃)。若换热器的总传热系数为800W/(m²·℃)，换热面积为10m²，计算热流体的流量。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）化工过程中的蒸发操作常用于浓缩溶液。请说明蒸发过程的原理和影响蒸发效率的因素，以及如何在实际操作中优化蒸发过程。2、（本题5分）论述在化工设备的强度设计中，如何考虑疲劳失效和进行疲劳强度计算。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的乳化现象，包括乳化剂的作用原理、乳液的稳定性以及在食品、化妆品、制药等行业中的应用和制备方法。4、（本题5分）分析在化工热力学的理想气体混合物性质计算中，道尔顿分压定律和