台州职业技术学院《化工单元操作技术》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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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2、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积3、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4、在化工反应的热效应计算中，需要考虑反应的焓变。对于一个吸热反应，升高温度会对反应的平衡常数产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大B.平衡常数减小C.平衡常数不变D.平衡常数先增大后减小5、在化工设备的选型中，需要综合考虑性能、价格和可靠性等因素。对于一个需要长期连续运行的关键设备，以下哪个因素的权重通常最高？（）A.设备的性能B.设备的价格C.设备的可靠性D.设备的维护成本6、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在一个热传导过程中，若两种材料的热导率相差较大，界面处的温度分布会呈现怎样的特点？（）A.温度分布均匀B.温度在界面处发生突变C.温度在界面附近有较大的梯度D.温度在远离界面处有较大的梯度7、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个投资较大但运行成本较低的工艺方案，以下关于其经济性的评价，正确的是：（）A.一定是经济可行的B.一定是不经济的C.需要通过详细的经济分析来确定D.仅根据投资和运行成本无法判断8、化学反应工程中，对于气固相催化反应，若催化剂的孔径过小，会对反应产生怎样的影响？（）A.提高反应速率B.降低反应速率C.对反应速率无影响D.可能提高也可能降低反应速率9、在化工原理中，研究液体在填料塔中的流动时，以下关于填料层压降的影响因素，不正确的是：（）A.填料的类型B.液体的流量C.填料的堆积方式D.液体的密度10、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11、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶12、在化工过程控制中，比例积分微分（PID）控制器是常用的控制器类型。以下关于PID控制器参数整定的方法，不正确的是：（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.理论计算法13、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力14、化工过程中的干燥操作，若干燥介质的相对湿度降低，干燥速率会怎样变化？（）A.加快B.减慢C.不变D.先加快后减慢15、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.取决于压力二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在化工过程的精馏操作中，如何处理共沸物和近沸物的分离问题。2、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的生物膜法废水处理技术，包括生物膜的形成、特点以及处理工艺和效果。3、（本题5分）阐述在化工新材料的表面改性和功能化中，如何通过物理或化学方法赋予材料特定的表面性能，以满足不同的应用需求。4、（本题5分）化工过程中的膜分离技术发展迅速，请阐述常见膜分离过程（如反渗透、超滤、微滤等）的分离原理和应用领域，并分析膜污染的原因及防治措施。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化学反应A+2B→C，在等温等容的间歇反应器中进行，初始浓度[A]₀=3mol/L，[B]₀=6mol/L，反应速率方程为-rA=k[A][B]²，其中k=0.5L²/(mol²·s)。反应4小时后，计算A的浓度和B的浓度。2、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥某种颗粒物料，物料的初始含水量为25%（湿基），要求干燥至含水量为4%（湿基）。干燥器的生产能力为250kg/h干物料，空气的进口温度为160℃，出口温度为80℃，物料的比热容为1.8kJ/(kg·K)，干燥过程中的热损失为6%。计算空气的消耗量。3、（本题5分）对一个湿物料进行干燥处理，初始湿含量为0.4kg水/kg干物料，干燥后湿含量降至0.05kg水/kg干物料。干燥过程中，空气的进口温度为120°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。计算所需的干空气流量和干燥时间。4、（本题5分）有一换热器，用热水将冷空气加热，热水进口温度为80°C，出口温度为50°C，流量为2000kg/h，比热容为4.2kJ/(kg·K)。冷空气进口温度为10°C，流量为1500kg/h，比热容为1.0kJ/(kg·K)，求冷空气的出口温度。5、（本题5分）在一个喷雾干燥器中，将浓度为18%（质量分数）的溶液干燥成含水量为2%（质量分数）的粉末产品，进料量为400kg/h，干燥介质为热空气，进口温度为160°C，出口温度为100°C，湿度为0.008kg/kg干气。求干燥介质的消耗量和干燥器的蒸发水量。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项药物中间体的合成实验时，产物的纯度和收率均不理想。请分析实验结果不佳的原因，并提出改进实验方案的建议。2、（本题10分）某化工项目在运营过程中，需要进行安