武漢生物工程學(xué)院《化工基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)武漢生物工程學(xué)院《化工基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響相對(duì)較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性2、化工原理中，對(duì)于精餾塔的設(shè)計(jì)，若要提高塔頂產(chǎn)品的純度，同時(shí)保持一定的處理量，以下哪種方法可行？（）A.增加塔板數(shù)B.減小回流比C.降低塔釜溫度D.增大進(jìn)料量3、在化工中的多組分精餾過(guò)程，關(guān)于關(guān)鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關(guān)鍵組分是指在混合物分離過(guò)程中對(duì)分離要求起關(guān)鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴(yán)格限制的組分作為關(guān)鍵組分B.關(guān)鍵組分的選擇是隨意的，對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和操作沒(méi)有影響C.多組分精餾中只有一個(gè)關(guān)鍵組分，不存在多個(gè)關(guān)鍵組分的情況D.關(guān)鍵組分的濃度越高，越容易分離，對(duì)精餾過(guò)程越有利4、在化工設(shè)計(jì)中，需要考慮設(shè)備的布局和管道的走向。對(duì)于一個(gè)具有多個(gè)反應(yīng)釜和分離設(shè)備的化工廠，以下哪個(gè)原則在設(shè)備布局時(shí)應(yīng)首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范5、對(duì)于化工中的萃取精餾過(guò)程，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用，哪一個(gè)是正確的？（）A.萃取精餾是向精餾塔的塔頂加入萃取劑，增大組分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而實(shí)現(xiàn)分離沸點(diǎn)接近或形成共沸物的混合物B.萃取精餾只適用于分離芳烴和非芳烴混合物，對(duì)其他類型的混合物分離效果不佳C.萃取精餾過(guò)程中，萃取劑的加入量越多越好，以提高分離效果D.萃取精餾的操作條件與普通精餾相同，不需要特殊的控制和調(diào)節(jié)6、化工中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對(duì)于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過(guò)程，以下哪個(gè)結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最為關(guān)鍵？（）A.具有強(qiáng)烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置7、化工中的干燥設(shè)備種類繁多。對(duì)于干燥一種含水量較高且易結(jié)塊的物料，以下哪種干燥設(shè)備更為適用？（）A.流化床干燥器B.廂式干燥器C.噴霧干燥器D.回轉(zhuǎn)圓筒干燥器8、在化工反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時(shí)間D.降低反應(yīng)壓力9、在化學(xué)反應(yīng)工程中，催化劑能夠顯著改變反應(yīng)速率和選擇性。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，加入合適的催化劑后，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù)會(huì)如何變化？（）A.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)不變B.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)減小C.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均增大D.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均不變10、化工過(guò)程中的蒸發(fā)操作常用于濃縮溶液。在一個(gè)單效蒸發(fā)器中，若進(jìn)料的溫度升高，蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小11、化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對(duì)于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計(jì)的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重12、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，材料的選擇至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)需要承受高溫高壓且具有腐蝕性介質(zhì)的反應(yīng)容器，以下哪種材料最為適合？（）A.不銹鋼B.鈦合金C.陶瓷D.碳鋼13、化工中的膜分離過(guò)程存在濃差極化現(xiàn)象。對(duì)于一個(gè)膜分離系統(tǒng)，以下哪個(gè)操作條件的改變能夠有效地減輕濃差極化？（）A.提高進(jìn)料流速B.降低操作壓力C.升高操作溫度D.減小膜面積14、化工設(shè)備的選材需要考慮多種因素。以下關(guān)于化工設(shè)備選材的原則，不準(zhǔn)確的是（）A.耐腐蝕性B.強(qiáng)度和剛度C.材料價(jià)格越低越好D.加工性能15、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于理想溶液，其混合過(guò)程的焓變和體積變化通常是怎樣的？（）A.焓變和體積變化均為零B.焓變?yōu)榱?，體積變化不為零C.焓變不為零，體積變化為零D.焓變和體積變化均不為零二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）結(jié)合化工生產(chǎn)中的節(jié)能需求，深入探討蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中的節(jié)能措施，包括多效蒸發(fā)、機(jī)械蒸汽再壓縮等技術(shù)的原理和應(yīng)用。2、（本題5分）分析在化工生產(chǎn)的干燥過(guò)程中，如何利用余熱回收技術(shù)提高能源利用效率。3、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，討論復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的分析方法，包括確定關(guān)鍵反應(yīng)步驟和簡(jiǎn)化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的策略，并分析如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬手段獲取反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的信息。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過(guò)程中，雜質(zhì)對(duì)晶體質(zhì)量的影響及去除方法。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用離心泵將密度為1000kg/m^3的液體從低位槽輸送到高位槽，低位槽液面距離心泵入口中心線的垂直距離為2m，高位槽液面距離心泵出口中心線的垂直距離為25m，管路總阻力損失為30J/kg，離心泵的效率為65%，求所需離心泵的揚(yáng)程和軸功率。已知液體的流量為30m^3/h。2、（本題5分）在一個(gè)列管式換熱器中，用蒸汽加熱液體。蒸汽溫度為130℃，冷凝潛熱為2100kJ/kg，蒸汽流量為120kg/h。液體入口溫度為30℃，出口溫度為80℃，流量為600kg/h，比熱容為3.8kJ/(kg·℃)。計(jì)算換熱器的換熱面積。3、（本題5分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行二級(jí)可逆反應(yīng)A+B?C+D，正反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)，逆反應(yīng)速率常數(shù)為1L/(mol·h)，進(jìn)料中A和B的濃度均為1mol/L，反應(yīng)器體積為20L，進(jìn)料流量為5L/h，計(jì)算反應(yīng)器出口處各組分的濃度。4、（本題5分）一個(gè)化工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣中含有氮氧化物（NOx），需要用尿素溶液吸收。進(jìn)氣中NOx的濃度為1500ppm（體積分?jǐn)?shù)），氣體流量為6000m3/h，吸收液中尿素的濃度為0.6mol/L，液氣比為2。假設(shè)吸收反應(yīng)為快速反應(yīng)，計(jì)算吸收液的用量。5、（本題5分）某一精餾塔用于分離甲醇（M）和水（W）的混合物，進(jìn)料組成甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，進(jìn)料流量為800kmol/h。塔頂餾出液中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)要求達(dá)到0.95，塔底釜液中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05。回流比為2.5，計(jì)算塔頂餾出液和塔底釜液的流量。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）某化工項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，需要確定合適的工藝流程和設(shè)備布局。請(qǐng)分析如何進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高生產(chǎn)效率和降低成本。2、（本題10分