內(nèi)蒙古大學(xué)創(chuàng)業(yè)學(xué)院《化工單元操作》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁內(nèi)蒙古大學(xué)創(chuàng)業(yè)學(xué)院

《化工單元操作》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、化工生產(chǎn)中的膜分離過程除了反滲透，還有超濾、納濾等。以下關(guān)于這些膜分離過程的特點(diǎn)和應(yīng)用，不正確的是（）A.超濾能截留大分子物質(zhì)B.納濾的截留分子量介于超濾和反滲透之間C.膜分離過程不受操作壓力影響D.可以用于廢水處理和物質(zhì)分離2、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素對(duì)晶體的粒度分布影響最大？（）A.溶液的過飽和度控制B.結(jié)晶器的攪拌強(qiáng)度C.結(jié)晶器的材質(zhì)D.結(jié)晶器的形狀3、在化工過程的安全管理中，對(duì)于易燃易爆物質(zhì)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，以下哪種措施是最為關(guān)鍵的？（）A.采用密封容器B.控制溫度和壓力C.安裝防爆設(shè)備D.加強(qiáng)人員培訓(xùn)4、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)的溫度和壓力有關(guān)。對(duì)于一個(gè)吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.取決于壓力5、在化工分離過程中，膜分離的分離效率通常與膜的孔徑和膜的材質(zhì)有關(guān)。對(duì)于微濾膜，其分離的主要依據(jù)是？（）A.分子大小B.電荷性質(zhì)C.溶解度D.化學(xué)親和力6、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對(duì)于光滑管內(nèi)的湍流流動(dòng)，以下哪個(gè)公式常用于計(jì)算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式7、在化工原理的學(xué)習(xí)中，流體流動(dòng)的阻力計(jì)算是基礎(chǔ)內(nèi)容之一。以下關(guān)于摩擦系數(shù)的確定方法，不正確的是（）A.可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定B.可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算C.與管道粗糙度無關(guān)D.與流體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)8、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)非均相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑外擴(kuò)散阻力的消除方法，不正確的是：（）A.提高攪拌速度B.減小催化劑顆粒尺寸C.增加反應(yīng)物濃度D.升高反應(yīng)溫度9、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)自催化反應(yīng)，反應(yīng)初期和后期的反應(yīng)速率變化趨勢(shì)是怎樣的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持較快D.一直保持較慢10、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會(huì)如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定11、在化工精餾塔的設(shè)計(jì)中，若要提高塔的分離效率，可以采取多種措施。以下哪種措施對(duì)提高分離效率的作用相對(duì)較?。浚ǎ〢.增加塔板數(shù)B.增大塔徑C.優(yōu)化塔板結(jié)構(gòu)D.選擇合適的回流比12、在化工過程的自動(dòng)化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)的調(diào)整，哪項(xiàng)說法是不準(zhǔn)確的？（）A.增大比例系數(shù)可以加快響應(yīng)速度B.增大積分時(shí)間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時(shí)間可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數(shù)的調(diào)整不依賴于系統(tǒng)的特性13、在化工生產(chǎn)中，催化劑的選擇和使用對(duì)反應(yīng)過程有著重要影響。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，以下哪種類型的催化劑能夠同時(shí)提高正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率？（）A.正催化劑B.負(fù)催化劑C.選擇性催化劑D.以上催化劑類型都可以14、在化工精餾過程中，進(jìn)料熱狀態(tài)會(huì)影響精餾塔的操作。以下哪種進(jìn)料熱狀態(tài)會(huì)使精餾段的塔板數(shù)增加，提餾段的塔板數(shù)減少？（）A.過熱蒸汽進(jìn)料B.飽和蒸汽進(jìn)料C.氣液混合物進(jìn)料D.冷液進(jìn)料15、在化工流體的湍流流動(dòng)中，渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)相比，通常具有怎樣的特點(diǎn)？（）A.渦流擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)小于分子擴(kuò)散系數(shù)B.渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)相當(dāng)C.渦流擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散系數(shù)D.渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)的大小關(guān)系不確定16、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)反滲透膜分離過程，以下關(guān)于其分離原理的描述，不正確的是：（）A.依靠壓力差作為推動(dòng)力B.利用膜的選擇性透過性C.溶質(zhì)會(huì)透過膜進(jìn)入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)17、在化工中的氣固相催化反應(yīng)過程，關(guān)于催化劑的中毒和失活，以下哪種說法是正確的？（）A.催化劑的中毒是指少量雜質(zhì)使催化劑的活性和選擇性顯著下降，且這種中毒通常是不可逆的。催化劑的失活則包括中毒、燒結(jié)、積炭等多種原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化劑的中毒和失活都是由于反應(yīng)物濃度過高導(dǎo)致的，降低反應(yīng)物濃度可以避免C.催化劑一旦中毒或失活，就無法恢復(fù)其活性，必須更換新的催化劑D.催化劑的中毒和失活對(duì)反應(yīng)速率和選擇性沒有影響，不需要關(guān)注18、化工中的膜分離過程存在濃差極化現(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19、化工過程中的膜分離技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。對(duì)于反滲透膜分離過程，若要提高水的透過率，以下哪種方法可行？（）A.增加膜兩側(cè)的壓力差B.降低膜兩側(cè)的壓力差C.提高進(jìn)料溶液的濃度D.降低進(jìn)料溶液的溫度20、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度等因素的關(guān)系至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的多步反應(yīng)，以下關(guān)于反應(yīng)速率控制步驟的說法，正確的是：（）A.控制步驟的反應(yīng)速率最快B.控制步驟決定了整個(gè)反應(yīng)的速率C.控制步驟的反應(yīng)物濃度最高D.控制步驟受溫度影響最小二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述在化工設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行設(shè)備布置和管道布置以滿足工藝要求和安全生產(chǎn)。2、（本題5分）化工分離過程中的精餾操作中，回流比的選擇對(duì)分離效果和能耗有重要影響。請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明回流比的概念和其對(duì)精餾過程的影響，并討論如何確定合適的回流比。3、（本題5分）解釋在化工過程的電滲析技術(shù)中，如何利用離子交換膜和電場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)溶液中離子的分離和濃縮，以及該技術(shù)在海水淡化和工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。4、（本題5分）化工過程中的傳熱設(shè)備中，換熱器的熱設(shè)計(jì)是根據(jù)工藝要求確定換熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸的關(guān)鍵步驟。請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹換熱器熱設(shè)計(jì)的方法和步驟，并舉例說明如何進(jìn)行換熱器的熱設(shè)計(jì)。5、（本題5分）闡述在超臨界流體技術(shù)在化學(xué)工程中的應(yīng)用，如超臨界萃取、超臨界反應(yīng)等，分析其優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍，并探討相關(guān)的技術(shù)難題。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一家制藥企業(yè)的一種藥物在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行干燥操作。請(qǐng)分析干燥過程中的關(guān)鍵因素和控制方法。2、（本題5分）某化工廠的某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水具有高濃度的重金屬離子，處理難度大。請(qǐng)分析廢水處理困難的原因，并提出有效的重金屬離子去除方法。3、（本題5分）一個(gè)化工項(xiàng)目在建設(shè)過程中，需要進(jìn)行大量的設(shè)備采購，采購過程中出現(xiàn)了供應(yīng)商選擇不當(dāng)?shù)膯栴}。請(qǐng)分析供應(yīng)商選擇不當(dāng)?shù)脑颍⑻岢鰞?yōu)化供應(yīng)商選擇的策略。4、（本題5分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)過程需要提高反應(yīng)速率。請(qǐng)分析可以采取哪些方法。5、（本題5分）在食品添加劑生產(chǎn)領(lǐng)域，某企業(yè)需要開發(fā)一種天然的防腐劑。請(qǐng)分析在化學(xué)工程方面的研究方向。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化學(xué)反應(yīng)在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)為2A+B→3C，初始時(shí)A的濃度為3mol/L，B的濃度為2mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)為0.8L^2/(mol^2·h)，反應(yīng)3小時(shí)后，計(jì)算C的生成量以及A和B的剩余濃度。2、（本題10分）在一個(gè)吸收塔中，用濃度為0.03mol/L的吸收劑吸收混合氣中的溶質(zhì)A，進(jìn)塔氣體中A的分壓為12kPa，出塔氣體中A的分壓為2.4kPa，氣體流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），吸收劑用量為1500L/h，求吸收