晋中师范高等专科学校《化工原理实验下》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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晋中师范高等专科学校
《化工原理实验下》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

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、在化工传热过程中，当热流体通过间壁将热量传递给冷流体时，若要提高传热效率，可以采取多种措施。以下哪种方法通常不是有效的手段？（ ）
A. 增大传热面积
B. 提高冷热流体的温差
C. 增加间壁的厚度
D. 提高流体的流速

2、化工中的搅拌釜传热过程需要强化。对于提高搅拌釜的传热系数，以下哪个措施最为有效？（ ）
A. 增加搅拌桨的数量 B. 改变搅拌桨的类型 C. 在釜内安装内盘管 D. 提高搅拌转速

3、在化工生产的安全管理中，危险因素的识别和评估至关重要。以下关于化工生产中的危险因素，不包括的是（ ）
A. 火灾和爆炸 B. 中毒和窒息 C. 设备故障 D. 员工心情好坏

4、在化学反应动力学中研究反应速率常数与温度的关系时，除了阿伦尼乌斯方程，还有其他模型。以下关于这些模型的特点，不正确的是：（ ）
A. 适用范围不同 B. 计算精度相同 C. 考虑因素不同 D. 表达形式不同

5、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（ ）
A. 考虑了分子间的引力和斥力 B. 适用于所有压力范围 C. 计算精度较高 D. 形式较为简单

6、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

7、在化工过程的能量分析中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，哪项表述是不正确的？（ ）
A. 熵增原理可用于判断过程的可行性
B. 绝热不可逆过程的熵增大于零
C. 熵增越大，过程的能量利用效率越高
D. 可逆过程的熵增为零

8、化学反应工程中，对于气固相催化反应的内扩散影响，以下描述不正确的是（ ）
A. 会降低反应速率 B. 可以通过减小催化剂颗粒尺寸来消除 C. 对所有反应的影响程度相同 D. 与反应物的分子大小有关

9、在化学反应工程中，对于一个气固相催化反应，以下关于催化剂颗粒内扩散阻力的影响因素，不正确的是：（ ）
A. 催化剂的孔径 B. 反应气体的浓度 C. 反应温度 D. 催化剂的形状

10、在化工生产中，经常需要对混合物进行干燥处理。对于一个恒速干燥阶段，以下关于干燥速率的主要影响因素，正确的是：（ ）
A. 物料的含水量 B. 干燥介质的温度 C. 干燥介质的流速 D. 物料的性质

11、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（ ）
A. 皮带输送机
B. 螺旋输送机
C. 斗式提升机
D. 气力输送

12、在化工吸收过程中，如果吸收剂的用量无限增大，吸收率会如何变化？（ ）
A. 吸收率无限增大

B. 吸收率趋近于 1
C. 吸收率保持不变
D. 吸收率逐渐减小

13、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（ ）
A. 依靠压力差作为推动力 B. 利用膜的选择性透过性 C. 溶质会透过膜进入渗透液 D. 适用于分离小分子物质

14、在化工生产中的蒸发操作，以下关于蒸发器类型的选择，哪种因素的影响最为关键？（ ）
A. 溶液的性质 B. 处理量 C. 加热蒸汽的压力 D. 厂房的空间大小

15、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是 ）
A. 利用压力差实现分离 B. 可用于海水淡化 C. 对所有溶质都有相同的截留率 D. 膜的性能对分离效果影响大

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）在化工原理中，流化床反应器具有独特的性能。请论述流化床反应器的工作原理和特点，并分析其适用的化学反应类型。

2、（本题5分）详细说明在化工过程的萃取操作中，萃取相和萃余相的分离方法和设备。

3、（本题5分）化工原理中的干燥过程中的湿空气性质对于干燥操作的分析和设计具有重要意义，请详细说明湿空气的主要性质参数（如湿度、相对湿度、焓等）的定义和计算方法，并分析它们在干燥过程中的变化规律。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）某化工厂有一个换热器，用热油将冷水从 20℃加热到 80℃。热油进口温度为 150℃，出口温度为 100℃，冷水流量为 5000 kg/h，热油流量为 3000 kg/h，热油和冷水的比热容分别为 2.2 kJ/(kg·K)和 4.2 kJ/(kg·K)。计算换热器的传热效率。

2、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行如下复合反应：A → B （r1 = k1 [A] ），A → C （r2 = k2 [A]^2 ），其中 k1 = 0.1 h^-1 ，k2 = 0.02 L/(mol·h) ，初始时 A 的浓度为 3 mol/L ，反应 4 小时后，计算 B 和 C 的生成量。

3、（本题5分）对一个湿物料进行干燥处理，初始湿含量为 0.3（质量分数），干燥后要求湿含量降至 0.05。已知干燥速率与物料湿含量呈线性关系，干燥速率常数为 0.01 kg/(m^2·s)，物料表面积为 2 m^2。计算干燥所需的时间。

4、（本题5分）一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒直径为 0.5 mm ，密度为 2000 kg/m³ ，气体流速为 2 m/s ，床层空隙率为 0.5 ，求催化剂的带出速度和最小流化速度。

5、（本题5分）某化工厂需要储存一种液体化工产品，该产品的密度为 1200 kg/m^3 ，最大储存量为 800 吨，储存时间为 20 天，考虑 15%的余量，求储罐的体积。

四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在日用化学品生产领域，某企业需要提高产品的去污能力。请分析在化学工程方面的解决方法。

2、（本题10分）一家涂料生产企业的产品出现了光泽度不够的问题。请分析原因并提出改进措施。

3、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项新材料的研发时，发现材料的力学性能达不到预期要求。请分析影响材料力学性能的因素，并提出改进材料性能的实验方案。

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