南京理工大學(xué)紫金學(xué)院《化工原理課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南京理工大學(xué)紫金學(xué)院《化工原理課程設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常涉及到氣體的壓縮過程。對于一個絕熱壓縮過程，若壓縮比相同，以下關(guān)于壓縮終溫的說法，正確的是：（）A.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越高B.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越低C.氣體比熱容對終溫沒有影響D.無法確定比熱容與終溫的關(guān)系2、在化工安全工程中，火災(zāi)和爆炸是常見的事故類型。對于一個易燃易爆的化工場所，以下關(guān)于預(yù)防火災(zāi)爆炸的措施，不正確的是：（）A.提高操作壓力B.控制火源C.加強通風(fēng)D.采用防爆電氣設(shè)備3、化工中的膜分離過程在廢水處理中有廣泛應(yīng)用。對于含有高濃度有機物的廢水，以下哪種膜分離技術(shù)的處理效果更好？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透4、在化工傳熱過程中，當(dāng)熱流體通過間壁將熱量傳遞給冷流體時，若要提高傳熱效率，可以采取多種措施。以下哪種方法通常不是有效的手段？（）A.增大傳熱面積B.提高冷熱流體的溫差C.增加間壁的厚度D.提高流體的流速5、化工過程的模擬和優(yōu)化對于提高生產(chǎn)效率和降低成本具有重要意義。在使用化工模擬軟件進行過程優(yōu)化時，以下哪個參數(shù)的優(yōu)化對經(jīng)濟效益的提升最為明顯？（）A.原材料的消耗B.產(chǎn)品的產(chǎn)量C.設(shè)備的投資D.操作工人的數(shù)量6、化工過程中的結(jié)晶器設(shè)計，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.較強的攪拌強度7、化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應(yīng)器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，以下比較錯誤的是（）A.間歇反應(yīng)器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應(yīng)時間計算方法不同D.物料混合情況有所差異8、在化工工藝設(shè)計中，工藝流程的選擇需要綜合考慮多方面因素。對于一個生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的不同工藝流程，以下關(guān)于選擇的依據(jù)，不正確的是：（）A.設(shè)備投資成本B.操作人員的經(jīng)驗C.原材料的供應(yīng)D.產(chǎn)品的質(zhì)量9、在化工過程的安全管理中，風(fēng)險評估是重要的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于風(fēng)險評估的方法，哪一種通常不用于化工過程？（）A.故障樹分析B.層次分析法C.民意調(diào)查D.事件樹分析10、在化工過程的傳熱強化中，以下哪種方法不是通過增加傳熱面積來實現(xiàn)的？（）A.使用翅片管B.采用波紋管C.提高流體流速D.安裝螺旋隔板11、在化工傳遞過程中，熱傳導(dǎo)是常見的傳熱方式之一。關(guān)于熱傳導(dǎo)的基本定律——傅里葉定律，以下說法錯誤的是（）A.熱流密度與溫度梯度成正比B.熱導(dǎo)率是物質(zhì)的固有屬性C.熱導(dǎo)率不受溫度影響D.適用于穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱12、在化工流程模擬中，需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、模型驗證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、模型驗證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、收集數(shù)據(jù)、模型驗證13、對于化工中的化學(xué)反應(yīng)速率方程，以下關(guān)于其建立方法，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.建立化學(xué)反應(yīng)速率方程通常需要通過實驗測定不同條件下的反應(yīng)速率，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行擬合和分析，確定反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)B.化學(xué)反應(yīng)速率方程可以通過理論推導(dǎo)直接得到，不需要進行實驗測定C.只要知道反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，就可以寫出化學(xué)反應(yīng)速率方程D.化學(xué)反應(yīng)速率方程一旦確定，就不會隨反應(yīng)條件的改變而改變14、在化工熱力學(xué)的計算中，以下哪個熱力學(xué)性質(zhì)不是通過狀態(tài)方程直接計算得到的？（）A.壓力B.體積C.熵D.焓15、在化工分離過程中，以下哪種方法常用于分離分子量差異較大的混合物？（）A.電泳B.超濾C.滲析D.電滲析二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述在化工設(shè)備設(shè)計中，如反應(yīng)器、換熱器、塔設(shè)備等，如何根據(jù)工藝要求和操作條件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇，以確保設(shè)備的安全運行。2、（本題5分）分析在化工過程的結(jié)晶過程中的晶體生長動力學(xué)研究中，如何通過實驗和理論分析確定晶體生長速率與過飽和度等因素的關(guān)系。3、（本題5分）化工原理中的蒸餾操作是重要的分離方法，請詳細說明簡單蒸餾、平衡蒸餾和精餾的區(qū)別和聯(lián)系，并分析它們在不同工況下的應(yīng)用。4、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，討論平行反應(yīng)和連串反應(yīng)的特點和選擇性控制策略，分析濃度、溫度和時間等因素對反應(yīng)選擇性的影響。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個絕熱壓縮過程，將1mol理想氣體從初始狀態(tài)（P1=1atm，T1=300K）壓縮到終態(tài)壓力P2=5atm，已知氣體的Cp,m=29.1J/(mol·K)，求終態(tài)溫度T2及壓縮過程所做的功。2、（本題5分）某精餾塔的進料熱狀況為飽和液體，進料量為100kmol/h，塔頂餾出液量為40kmol/h，塔釜采出液量為60kmol/h，塔頂產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1。求進料組成。3、（本題5分）某連續(xù)干燥器在等焓干燥條件下操作，濕物料處理量為400kg/h，初始濕基含水量為0.18，干燥產(chǎn)品的濕基含水量為0.03。已知絕干物料的比熱容為1.0kJ/(kg·℃)，空氣進入干燥器的溫度為70℃，濕度為0.008kg/kg干空氣，離開干燥器的溫度為45℃。計算空氣的消耗量。4、（本題5分）在一個列管式換熱器中，用熱油加熱冷水。熱油進口溫度為180°C，出口溫度為100°C，冷水進口溫度為20°C，出口溫度為60°C。已知熱油的比熱容為2500J/(kg·K)，流量為1kg/s，冷水的比熱容為4200J/(kg·K)，求冷水的流量。5、（本題5分）在一個膜分離過程中，已知膜的滲透系數(shù)和膜面積，進料側(cè)溶質(zhì)的濃度為10mol/m3，滲透側(cè)溶質(zhì)的濃度為1mol/m3，求溶質(zhì)的滲透通量。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在新能源領(lǐng)域，某企業(yè)開發(fā)的氫能存儲材料存在存儲容量不高的問題。請分析原因并提出改進策略。2、（本題10分）一家化工