湖北文理学院《分离工程》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、在化工生产中，常常需要对物料进行干燥处理。对于一种湿物料，若采用热风干燥，风的温度越高，物料的干燥速率一定越快吗？（）A.一定B.不一定C.取决于物料的性质D.取决于干燥设备的类型2、化工过程中的结晶操作常用于提纯物质。在一个冷却结晶过程中，若冷却速度过快，可能会导致什么问题？（）A.晶体粒度均匀B.晶体纯度提高C.形成大量细小晶体D.提高结晶收率3、在化学反应动力学中，研究催化剂对反应速率的影响时，以下关于催化剂作用的描述，不正确的是：（）A.降低反应的活化能B.改变反应的平衡常数C.提高反应的选择性D.加快反应速率4、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢5、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6、在化工单元操作中，吸收过程常用于分离气体混合物。当吸收剂用量增加时，以下关于吸收效果的变化，哪种说法是正确的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不变C.吸收率可能增加也可能不变D.吸收率一定减小7、化工中的结晶器有多种类型。对于蒸发结晶器和冷却结晶器的特点和适用范围，以下描述不正确的是（）A.蒸发结晶器适用于溶解度随温度变化不大的物质B.冷却结晶器需要控制冷却速度C.两者的操作原理相同D.结晶器的选型要根据具体情况8、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9、在化工热力学中，研究混合物的汽液平衡时，泡点和露点的计算是重要内容。对于一个二元混合物，以下关于泡点和露点的关系，正确的是：（）A.泡点总是低于露点B.泡点总是高于露点C.泡点和露点可能相等D.泡点和露点没有关系10、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大11、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12、在化工中的流化床反应器，关于其特点和适用范围，以下哪种表述是准确的？（）A.流化床反应器内固体颗粒处于流化状态，传热传质效率高，适用于强放热反应和要求有均一温度和浓度的反应B.流化床反应器的操作简单，对物料的粒度和密度没有要求C.流化床反应器的气体返混严重，转化率低，只适用于一些简单的反应D.流化床反应器内固体颗粒容易磨损和带出，增加了后续分离和回收的难度13、在化工流体力学中，对于非牛顿流体的流动，其粘度通常不是常数。若一种非牛顿流体的表观粘度随剪切速率的增加而减小，这种流体被称为？（）A.假塑性流体B.胀塑性流体C.宾汉流体D.触变性流体14、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差15、在化学反应工程中，催化剂能够显著改变反应速率和选择性。对于一个可逆反应，加入合适的催化剂后，正反应和逆反应的速率常数会如何变化？（）A.正反应速率常数增大，逆反应速率常数不变B.正反应速率常数增大，逆反应速率常数减小C.正反应和逆反应速率常数均增大D.正反应和逆反应速率常数均不变16、对于化工中的干燥过程，以下关于干燥速率曲线的阶段划分，哪一个是准确的？（）A.干燥速率曲线通常分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，恒速干燥阶段主要受表面汽化控制，降速干燥阶段主要受内部扩散控制B.干燥速率曲线只有恒速干燥阶段，不存在降速干燥阶段C.干燥速率曲线的阶段划分取决于干燥介质的温度和湿度，与物料的性质无关D.干燥速率曲线的降速干燥阶段，干燥速率与物料的含水量成正比17、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。若要选择一种适用于强酸环境的涂层材料，以下哪种较为合适？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚氯乙烯涂层D.钛金属涂层18、化工中的结晶器设计对产品质量有重要影响。对于生产大颗粒晶体的结晶过程，以下哪个结晶器的结构特点最为关键？（）A.具有强烈的搅拌B.较大的容积C.缓慢的冷却速度D.良好的晶种添加装置19、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，采用绝热操作和采用换热操作相比，以下关于反应转化率的说法，正确的是：（）A.绝热操作的转化率更高B.换热操作的转化率更高C.转化率相同D.取决于具体的反应条件20、化学反应工程中，对于气固相催化反应的内扩散影响，以下描述不正确的是（）A.会降低反应速率B.可以通过减小催化剂颗粒尺寸来消除C.对所有反应的影响程度相同D.与反应物的分子大小有关21、在化工过程的模拟计算中，选择合适的热力学模型对于结果的准确性至关重要。对于一个含有极性物质的体系，以下关于热力学模型的选择，不正确的是：（）A.理想气体模型B.活度系数模型C.状态方程模型D.基团贡献模型22、化工中的精馏操作是分离液体混合物的重要方法。对于精馏塔的设计和操作，以下说法错误的是（）A.理论塔板数可以通过逐板计算法求得B.回流比越大，分离效果越好C.进料位置对塔的性能没有影响D.塔板效率会影响实际塔板数23、在化工过程的优化中，经常需要考虑经济和环境因素。对于一个产生大量废水的化工工艺，以下哪种废水处理方法在经济和环保方面能够达到较好的平衡？（）A.生物处理法B.化学沉淀法C.膜分离法D.焚烧法24、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25、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰26、在化工过程的系统分析中，能量衡算至关重要。以下关于能量衡算的基本原理和方法，不正确的是（）A.遵循能量守恒定律B.考虑各种形式的能量转化C.可以忽略能量损失D.准确确定能量输入和输出项27、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定28、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定29、在化工自动化控制中，以下哪种控制方式能够实现对被控变量的无差调节？（）A.位式控制B.比例控制C.积分控制D.微分控制30、在化工过程的节能分析中，夹点技术是一种有效的方法。对于一个具有多个热流和冷流的系统，以下关于夹点位置的确定，正确的是：（）A.夹点位于热流和冷流温差最小处B.夹点位于热流和冷流温差最大处C.夹点的位置与热流和冷流的温差无关D.无法确定夹点的位置二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化学反应在等温等容条件下进行，反应式为2A→3B，反应速率常数为0.02min^-1，初始时A的浓度为4mol/L，反应进行2小时后，计算B的浓度。2、（本题5分）一个连续釜式反应器（CSTR）进行二级不可逆反应2A→B，反应速率常数为0.3L/(mol·s)，进料中A的浓度为3mol/L，流量为8L/s，求达到80%转化率时所需的反应器体积。3、（本题5分）一个流化床干燥器中对湿物料进行干燥，物料初始湿含量为0.3kg水/kg干物料，干燥后湿含量为0.05kg水/kg干物料。干燥介质为热空气，进口温度为150°C，湿度为0.01kg水/kg干空气，出口温度为80°C，湿度为0.05kg水/kg干空气。计算干空气的消耗量和干燥时间。4、（本题5分）一个化工厂用膜过滤器过滤含有固体颗粒的悬浮液，膜的孔径为0.1μm，过滤压差为0.2MPa，悬浮液中固体颗粒的浓度为10g/L，过滤面积为0.5m2，过滤时间为2小时。假设过滤过程符合恒压过滤方程，计算过滤后得到的滤液体积。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0.06，吸收率为92%，相平衡关系为y=0.7x，求最小液气比和实际液气比为1.6倍最小液气比时的传质单元高度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在化工工艺设计中，如何综合考虑原材料的选择、反应路线的确定、分离和提纯步骤的安排以及三废处理等方面，以实现经济和环保的生产。2、（本题5分）分析在化工过程的吸收操作中，吸收塔的填料选择原则和常见填料类型的特点。3、（本题5分）在化工生产中，经常需要对设备进行防腐处理，请阐述常见的化工设备腐蚀类型（如化学腐蚀、电化学腐蚀等）和防腐措施，包括材料选择和涂层防护等。4、（本题5分）化工过程中的传质过程，如吸