學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西北師范大學《化工設計與計算B》

2023-2024學年第二學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2分，共30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、化工生產中的萃取精餾常用于分離沸點相近的混合物。對于萃取精餾的原理和操作要點，以下說法不準確的是（）A.加入萃取劑改變相對揮發度B.萃取劑的選擇至關重要C.操作壓力對分離效果影響不大D.要控制好萃取劑的流量2、在化學反應工程中，以下哪種類型的反應對反應物濃度的變化最為敏感？（）A.零級反應B.一級反應C.二級反應D.三級反應3、在化工設備的設計中，換熱器的設計需要考慮傳熱效率和壓降。對于一個管殼式換熱器，以下關于折流板的作用，不正確的是：（）A.增加傳熱面積B.提高流速C.支撐管束D.減小壓降4、化工過程中的結晶操作常用于分離和提純物質。對于一種溶解度隨溫度變化較大的物質，以下哪種結晶方法能夠獲得更高純度的產品？（）A.冷卻結晶B.蒸發結晶C.真空結晶D.溶析結晶5、在化學反應工程中，對于一個均相催化反應，催化劑的濃度增加，反應速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩C.指數增加D.不變6、在化工流體力學中，對于流體在管道中的流動阻力，摩擦系數與雷諾數之間存在一定的關系。當雷諾數在2000到4000之間時，流體的流動狀態是什么？（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定7、在化工生產中的液液萃取過程中，以下哪種因素對萃取效果的影響相對較小？（）A.兩相的接觸時間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設備的類型8、在化工中的多組分精餾過程，關于關鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關鍵組分是指在混合物分離過程中對分離要求起關鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產品中濃度有嚴格限制的組分作為關鍵組分B.關鍵組分的選擇是隨意的，對精餾塔的設計和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個關鍵組分，不存在多個關鍵組分的情況D.關鍵組分的濃度越高，越容易分離，對精餾過程越有利9、在化工設備設計中，材料的選擇至關重要。對于一個需要承受高溫高壓且具有腐蝕性介質的反應容器，以下哪種材料最為適合？（）A.不銹鋼B.鈦合金C.陶瓷D.碳鋼10、化工過程中的干燥操作，若干燥介質的相對濕度降低，干燥速率會怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢11、在化工分離過程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對于一個物理吸附過程，以下關于吸附劑再生的方法，不正確的是：（）A.加熱解吸B.降壓解吸C.置換解吸D.化學方法解吸12、對于化工中的液液萃取設備，以下關于萃取塔的類型和特點，哪一項是準確的？（）A.常見的萃取塔有噴灑塔、填料塔、篩板塔和轉盤塔等。噴灑塔結構簡單，但傳質效率低；填料塔傳質效率高，但阻力大；篩板塔處理能力大，但操作彈性小；轉盤塔效率高，操作彈性大B.萃取塔的類型只有填料塔一種，其他類型的萃取塔很少使用C.萃取塔的傳質效率與塔的高度成正比，塔越高，傳質效果越好D.萃取塔的操作條件對傳質效率沒有影響，只需要關注塔的結構13、在化工安全管理中，應急預案的制定是重要環節。以下關于應急預案內容的描述，不正確的是：（）A.應急組織機構和職責B.事故預防措施C.詳細的工藝流程圖D.應急響應程序14、在化工過程的物料衡算中，若一個連續生產過程沒有物料的積累，以下關于輸入和輸出物料量的關系，哪種表述是正確的？（）A.輸入物料量一定大于輸出物料量B.輸入物料量一定等于輸出物料量C.輸入物料量一定小于輸出物料量D.輸入物料量與輸出物料量的大小關系不確定15、在化工生產中的蒸發過程中，以下哪種蒸發器適用于處理熱敏性物料？（）A.降膜蒸發器B.升膜蒸發器C.刮板蒸發器D.強制循環蒸發器二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述在化學反應工程中，如何通過反應動力學的研究來優化化學反應的條件以提高反應的選擇性和轉化率，并舉例說明。2、（本題5分）分析在化工儀表及自動化控制中，如何選擇合適的測量儀表和控制策略，實現對化工過程參數的準確監測和自動控制。3、（本題5分）解釋在化工過程的萃取精餾中，溶劑的加入方式和位置對分離效果的影響。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個吸附過程中，用活性炭吸附廢氣中的有機物，吸附平衡符合Freundlich方程，吸附劑用量為100kg，進氣中有機物濃度為500mg/m3，出口濃度要求低于50mg/m3，計算吸附時間。2、（本題5分）某燃燒爐中進行丙烷的燃燒反應C?H?+5O?→3CO?+4H?O，進料中丙烷和氧氣的摩爾比為1:5，丙烷的流量為8mol/s，反應轉化率為90%，計算生成二氧化碳和水的流量。3、（本題5分）在一個絕熱固定床反應器中進行如下反應：2A+3B→4C，反應熱為-150kJ/mol，進料中A、B的摩爾比為2:3，入口溫度為450K，比熱容分別為CpA=90J/(mol·K)，CpB=110J/(mol·K)，CpC=130J/(mol·K)。假設反應達到平衡時，轉化率為70%，計算出口溫度。4、（本題5分）進行一個氣固相催化反應，反應速率方程為-rA=kpA^0.5，其中k=0.1mol/(m2·s·kPa^0.5)，壓力pA為20kPa。催化劑顆粒為球形，直徑為5mm，有效擴散系數為1×10^(-5)m2/s。計算催化劑的內擴散有效因子。5、（本題5分）某化工廠進行裂解反應，原料為乙烷，反應溫度為800℃，壓力為1MPa，反應產物包括乙烯、丙烯等。已知反應的動力學方程和熱力學參數，計算乙烷的轉化率和產物的選擇性。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化學工程研究所在進行一項反應動力學研究時，實驗數據與理論模型存在