河北大学工商学院《工业分析与分离》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、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能2、在化工过程的物料衡算中，需要准确确定各种物料的流量和组成。对于一个复杂的化工流程，以下哪种方法能够更有效地减少物料衡算的误差？（）A.分步骤衡算B.采用经验公式C.忽略次要物料D.增加测量次数3、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4、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器5、关于化工过程中的干燥速率曲线，以下哪个阶段的干燥速率基本不变？（）A.预热阶段B.恒速干燥阶段C.降速干燥阶段D.以上阶段均有可能6、化工原理中，对于过滤操作，若过滤压差增大，过滤速率会如何变化？（）A.线性增大B.非线性增大C.不变D.先增大后不变7、化工中的精馏操作可以通过改变操作条件来提高分离效果。当塔顶产品的纯度要求较高时，以下哪个操作条件的调整最为有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜温度C.增加塔顶采出量D.降低塔压8、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢9、在化学反应器的设计中，需要考虑热稳定性问题。以下关于热稳定性的分析方法和影响因素，不正确的是（）A.可以通过绝热操作线分析B.与反应的放热量和传热速率有关C.反应物浓度对热稳定性没有影响D.可以采取措施提高热稳定性10、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的措施之一。以下哪种余热回收方式的效率通常较低？（）A.直接热交换B.余热发电C.热泵回收D.自然散热11、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度12、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的手段之一。对于高温废气的余热回收，以下哪种换热器较为适用？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.翅片管换热器D.螺旋板式换热器13、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利14、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个复杂的化学反应体系，以下关于反应级数的确定方法，不准确的是（）A.实验测定法B.初始速率法C.凭经验随意猜测D.积分法15、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）分析在化工热力学的理想气体混合物性质计算中，道尔顿分压定律和阿马格分体积定律的应用。2、（本题5分）化工原理中的传热过程在工业生产中广泛存在，请论述影响对流传热系数的主要因素，并结合实际生产举例说明如何提高对流传热效率。3、（本题5分）在化学反应工程中，间歇釜式反应器中的非理想流动会影响反应结果。请论述非理想流动的类型和产生原因，并分析如何通过实验或模型来描述和预测非理想流动对反应的影响。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥湿物料，湿物料的初始含水量为40%（湿基），干燥产品的含水量要求为5%（湿基），处理量为500kg/h。已知干燥介质（热空气）的进口温度为120°C，出口温度为80°C，湿度为0.01kg水/kg干空气。求干燥介质的消耗量和预热器的加热量。2、（本题5分）某换热器用温度为200°C的热流体加热温度为80°C的冷流体，热流体的流量为10kg/s，比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的流量为8kg/s，比热容为4kJ/(kg·K)。若换热器的传热系数为500W/(m²·K)，换热面积为20m²，求冷热流体的出口温度。3、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）和一个平推流反应器（PFR）并联的系统中进行一级不可逆反应，CSTR的体积为1.5m³，反应速率常数为0.15h⁻¹，进料流量为4m³/h，进料中反应物浓度为0.8mol/L，PFR的体积为2.5m³。求系统的总转化率。4、（本题5分）一个间歇反应釜中进行四级不可逆反应3A+2B→C，反应速率常数为0.3L³/(mol³·h)。初始时A的浓度为3mol/L，B的浓度为2mol/L，反应时间为4h，计算反应结束时C的浓度。5、（本题5分）某精馏塔分离二元混合物，进料热状况为气液混合物，其中气相摩尔分数为0.4，进料中轻组分的摩尔分数为0.5，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数为0.95，塔釜残液中轻组分的摩尔分数为0.05，回流比为3。计算进料线方程和理论塔板数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家食品加工企业需要对生产过