贵州电子商务职业技术学院《高等反应工程》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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贵州电子商务职业技术学院《高等反应工程》
2023-2024学年第一学期期末试卷
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2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、关于化工过程中的萃取精馏，以下哪种情况适合采用该方法进行分离？（ ）
A. 两组分沸点接近且相对挥发度小
B. 两组分沸点差异大且相对挥发度大
C. 混合物中各组分挥发性都很强
D. 混合物中各组分挥发性都很弱

2、在化工流体流动的阻力计算中，局部阻力的计算方法与沿程阻力不同。以下哪种局部阻力系数的确定方法最为准确？（ ）
A. 经验公式法 B. 实验测定法 C. 理论分析法 D. 以上方法效果相同

3、在化工中的过滤操作，关于过滤介质的选择和过滤机的类型，以下哪种说法是准确的？（ ）
A. 过滤介质应具有足够的机械强度、化学稳定性和适当的孔隙大小。常见的过滤介质有织物介质、多孔固体介质和堆积介质等。过滤机有板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机等，不同类型的过滤机适用于不同的过滤任务
B. 过滤介质的孔隙越小越好，能够提高过滤精度
C. 所有的过滤机都采用相同的过滤原理和操作方式，只是结构不同
D. 过滤机的处理能力只取决于过滤面积，与过滤介质和操作条件无关

4、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（ ）
A. 要有足够的机械强度 B. 过滤阻力要小 C. 过滤介质的选择不考虑价格 D. 要适应过滤物料的性质

5、在化学反应工程中，对于一个连续流动的管式反应器中的二级反应，以下哪个因素对于反应器体积的影响最大？（ ）
A. 反应物的初始浓度 B. 反应速率常数 C. 进料流量 D. 反应温度

6、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

7、在化工过程的经济评价中，净现值（NPV）是常用的指标之一。当 NPV 大于零时，意味着什么？（ ）
A. 项目在经济上不可行
B. 项目的收益小于成本
C. 项目在经济上可行
D. 项目的收益等于成本

8、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（ ）
A. 并流换热
B. 逆流换热
C. 两者平均温差相同
D. 取决于流体的性质

9、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（ ）
A. 萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物
B. 萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳
C. 萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果
D. 萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节

10、在化工过程控制中，反馈控制是一种常见的控制策略。以下关于反馈控制的特点，哪项描述是不准确的？（ ）
A. 能够克服所有干扰
B. 基于被控变量的测量值进行调节
C. 可能存在一定的滞后
D. 系统结构相对简单

11、化工原理中，对于精馏塔的设计，若要提高塔顶产品的纯度，同时保持一定的处理量，以下哪种方法可行？（ ）
A. 增加塔板数 B. 减小回流比 C. 降低塔釜温度 D. 增大进料量

12、在化学反应工程中，对于气液反应，以下哪种反应器类型能够提供较大的相界面积？（ ）
A. 鼓泡塔反应器 B. 填料塔反应器 C. 喷雾塔反应器 D. 以上反应器类型效果相同

13、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

14、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（ ）
A. 板框压滤机 B. 真空转鼓过滤机 C. 离心过滤机 D. 袋式过滤器

15、在化学反应工程中，对于一个自催化反应，以下哪种操作方式可能导致反应失控？（ ）
A. 连续进料 B. 间歇操作 C. 半间歇操作 D. 以上操作方式都不会导致失控

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）在化学反应工程中，固定床反应器中的传热和传质过程对反应性能有重要影响。请论述固定床反应器中传热和传质的特点和影响因素，并分析如何优化固定床反应器的结构和操作条件以提高传热和传质效率。

2、（本题5分）结合现代化学工程的发展，全面论述纳米技术在化工领域的应用，包括纳米材料的制备、性能以及在催化、药物传递等方面的潜在价值。

3、（本题5分）分析在化工反应工程中，如何进行反应过程的优化控制以提高产品质量和收率。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为 160°C 和 80°C ，冷流体的进出口温度分别为 25°C 和 75°C ，热流体和冷流体的比热容分别为 2.0 kJ/(kg·K) 和 4.5 kJ/(kg·K) ，流量分别为 1.2 kg/s 和 2.5 kg/s 。计算换热器的对数平均温差和传热系数为 600 W/(m²·K) 时的传热面积。

2、（本题5分）某吸收塔中，用含溶质 A 浓度为 0.008 mol/L 的吸收剂吸收混合气中的 A ，进塔气体中 A 的分压为 15 kPa ，平衡分压与液相浓度关系为 p = 8000 c （kPa ），气相传质系数为 0.1 kmol/(m^2·s·kPa) ，液相传质系数为 0.06 m/s ，计算传质单元数。

3、（本题5分）一个蒸发器将 20%（质量分数）的盐水溶液浓缩至 40% ，进料量为 2000 kg/h ，加热蒸汽压力为 0.3 MPa （绝压），对应的饱和温度为 133.3°C ，蒸发器内溶液的沸点升高为 8°C ，传热系数为 1500 W/(m²·K) 。求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。

4、（本题5分）某化工厂进行催化加氢反应，反应式为苯 + 3H2 → 环己烷，进料中苯的摩尔分数为 0.5，氢气的摩尔分数为 0.5，总进料流量为 300 mol/h，反应温度为 150℃，压力为 2 MPa，反应速率方程为 r = kP苯P氢^1.5，其中 k = 10^-3 mol/(kPa^2·s)，计算苯的转化率。

5、（本题5分）一个间歇反应釜中进行四级不可逆反应 3A + 2B → C ，反应速率常数为 0.3 L³/(mol³·h) 。初始时 A 的浓度为 3 mol/L ，B 的浓度为 2 mol/L ，反应时间为 4 h ，计算反应结束时 C 的浓度。

四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在新能源领域，某企业开发的太阳能电池材料存在性能不稳定的情况。请分析原因并提出改进策略。

2、（本题10分）在医药中间体生产企业中，某工厂需要提高产品的干燥效率。请分析可以采取哪些化学工程手段。

3、（本题10分）某化工企业的生产车间存在化学品泄漏风险，需要进行风险评估和管理。分析风险评估的方法和风险管理的措施。

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