南通科技职业学院《仪器分析及实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《仪器分析及实验》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20个小题，每小题1分，共20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、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定2、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单3、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以4、在化工过程的节能措施中，热集成技术能够有效地提高能源利用效率。以下关于热集成技术的原理，哪种说法是不准确的？（）A.合理匹配热物流和冷物流B.减少公用工程的消耗C.提高换热器的传热温差D.实现热量的回收和再利用5、在化学反应工程中，研究反应动力学对于优化反应过程至关重要。对于一个复杂的连串反应，如果中间产物是所需产物，以下哪种操作条件通常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6、在化工中的气固相催化反应过程，关于催化剂的中毒和失活，以下哪种说法是正确的？（）A.催化剂的中毒是指少量杂质使催化剂的活性和选择性显著下降，且这种中毒通常是不可逆的。催化剂的失活则包括中毒、烧结、积炭等多种原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化剂的中毒和失活都是由于反应物浓度过高导致的，降低反应物浓度可以避免C.催化剂一旦中毒或失活，就无法恢复其活性，必须更换新的催化剂D.催化剂的中毒和失活对反应速率和选择性没有影响，不需要关注7、化工中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在多效蒸发过程中，以下哪个因素对蒸发器的总传热系数影响最大？（）A.加热蒸汽的温度B.溶液的沸点升高C.蒸发器的结垢D.效间的温差损失8、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9、在化学反应工程中，对于气固相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的内扩散阻力影响最大？（）A.催化剂颗粒大小B.反应物浓度C.反应温度D.气体流速10、在化学反应器的设计中，若要实现高转化率和高选择性，对于一个放热反应，以下哪种操作方式可能是合适的？（）A.绝热操作B.等温操作C.变温操作D.以上操作方式效果相同11、在化工设备设计中，材料的选择需要考虑多种因素。对于一个在高温高压下工作的反应器，以下关于材料性能的要求，不正确的是：（）A.材料的强度要高B.材料的耐腐蚀性要好C.材料的导热性要差D.材料的韧性要足12、在化工反应设备中，流化床反应器具有良好的传热和传质性能。若要使流化床中的固体颗粒保持良好的流化状态，以下哪种操作条件最为关键？（）A.气体流速B.床层高度C.颗粒大小D.温度13、在化工原理的学习中，流体流动的阻力计算是基础内容之一。以下关于摩擦系数的确定方法，不正确的是（）A.可以通过实验测定B.可以根据经验公式计算C.与管道粗糙度无关D.与流体的流动状态有关14、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15、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16、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降17、化工过程中的质量传递现象普遍存在。在进行气体吸收操作时，如果要提高吸收剂对气体溶质的吸收率，以下哪个措施最为可行？（）A.增加吸收剂的流量B.降低吸收温度C.减小吸收塔的高度D.增大气体流速18、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19、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20、在化工热力学中，对于纯物质的临界状态，以下哪个参数在临界状态时没有明确的数值？（）A.温度B.压力C.体积D.密度二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在化工过程的萃取精馏中，如何通过实验和模拟相结合的方法优化工艺参数。2、（本题5分）分析在化工过程的磁分离技术中，如何利用磁性粒子或磁场实现物质的分离和回收，以及其在废水处理和催化剂回收中的应用。3、（本题5分）解释在化工热力学的焓平衡计算中，焓损失的计算方法和其对能量利用的评价意义。4、（本题5分）论述在化工反应工程中，如何进行反应系统的热稳定性分析和采取相应的控制措施。5、（本题5分）随着化工行业对新材料的研发，分析纳米复合材料的制备技术、性能特点以及在化学工程领域的应用前景和挑战。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家以生产胶粘剂为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和粘接性能要求。分析如何开发出环保型胶粘剂产品。2、（本题5分）一家制药企业的一种药物在生产过程中需要进行粉碎操作。请分析粉碎过程中的关键因素和控制方法。3、（本题5分）某化工厂的一个反应过程需要精确控制反应时间和温度。请分析如何实现有效的控制策略。4、（本题5分）某化工企业的生产车间存在安全管理制度不完善的问题，可能影响员工安全意识和操作规范。分析安全管理制度不完善的原因及应采取的改进措施。5、（本题5分）在化工新材料领域，某企业计划开发一种高性能的复合材料。请分析该项目在化学工程方面的关键问题。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个绝热固定床反应器中进行如下反应：2A+3B→4C，反应热为-150kJ/mol，进料中A、B的摩尔比为2:3，入口温度为450K，比热容分别为CpA=90J/(mol·K)，CpB=110J/(mol·K)，CpC=130J/(mol·K)。假设反应达到平衡时，转化率为70%，计算出口温度。2、（本题10分）一个列管式换热器，用20℃的冷水将80℃的热流体冷却到50℃，热流体的流量为2000kg/h，比热容为2.2kJ/(kg·℃)，冷水的流量为3000kg