華東理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院《化學(xué)工程與工藝》期末測(cè)試卷及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種物質(zhì)不屬于化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的“三酸”之一？()A.鹽酸B.硫酸C.硝酸D.碳酸答案：D解析：化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的“三酸”是鹽酸、硫酸和硝酸，碳酸酸性較弱且不穩(wěn)定，一般不作為常見(jiàn)的“三酸”，所以答案選D。2.精餾操作的依據(jù)是()。A.混合物中各組分揮發(fā)度的差異B.混合物中各組分溶解度的差異C.混合物中各組分密度的差異D.混合物中各組分沸點(diǎn)的差異答案：A解析：精餾操作是利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異，使各組分在氣液兩相中進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝，從而實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程。雖然沸點(diǎn)差異也與揮發(fā)度有關(guān)，但揮發(fā)度是更本質(zhì)的因素，溶解度和密度差異不是精餾操作的依據(jù)，所以答案選A。3.在吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)考慮的因素不包括()。A.對(duì)溶質(zhì)的溶解度大B.對(duì)溶質(zhì)的選擇性好C.黏度大D.不易揮發(fā)答案：C解析：吸收劑應(yīng)具有對(duì)溶質(zhì)的溶解度大、選擇性好、不易揮發(fā)等特點(diǎn)。而黏度大不利于吸收過(guò)程中的傳質(zhì)和流體流動(dòng)，會(huì)增加能耗和設(shè)備投資，所以不是吸收劑選擇應(yīng)考慮的有利因素，答案選C。4.以下哪種反應(yīng)器屬于連續(xù)操作反應(yīng)器？()A.間歇釜式反應(yīng)器B.連續(xù)釜式反應(yīng)器C.分批式反應(yīng)器D.以上都不是答案：B解析：間歇釜式反應(yīng)器和分批式反應(yīng)器都是在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加料、反應(yīng)、出料等操作，屬于間歇操作反應(yīng)器。連續(xù)釜式反應(yīng)器則是連續(xù)進(jìn)料和出料，屬于連續(xù)操作反應(yīng)器，所以答案選B。5.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)時(shí)，其摩擦系數(shù)λ()。A.與雷諾數(shù)Re有關(guān)B.與管壁粗糙度ε/d有關(guān)C.與Re和ε/d都有關(guān)D.與Re和ε/d都無(wú)關(guān)答案：A解析：流體在圓形直管中作層流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)λ只與雷諾數(shù)Re有關(guān)，其表達(dá)式為λ=64/Re，與管壁粗糙度ε/d無(wú)關(guān)，所以答案選A。6.對(duì)于恒壓過(guò)濾，過(guò)濾速率隨過(guò)濾時(shí)間的增加而()。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：B解析：恒壓過(guò)濾時(shí)，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾餅厚度不斷增加，過(guò)濾阻力增大，而過(guò)濾壓力不變，根據(jù)過(guò)濾速率的計(jì)算公式，過(guò)濾速率會(huì)隨過(guò)濾時(shí)間的增加而減小，所以答案選B。7.以下哪種傳熱方式不需要介質(zhì)？()A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.以上都需要介質(zhì)答案：C解析：熱傳導(dǎo)是依靠物質(zhì)分子的熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量，需要介質(zhì)；熱對(duì)流是依靠流體的宏觀運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量，也需要介質(zhì)。而熱輻射是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞熱量，不需要介質(zhì)，所以答案選C。8.在列管式換熱器中，為了提高殼程流體的流速和湍動(dòng)程度，通常會(huì)設(shè)置()。A.折流板B.隔板C.膨脹節(jié)D.封頭答案：A解析：折流板可以改變殼程流體的流動(dòng)方向，提高流體的流速和湍動(dòng)程度，從而增強(qiáng)傳熱效果。隔板主要用于管程的分隔，膨脹節(jié)用于補(bǔ)償熱膨脹，封頭用于封閉換熱器的兩端，所以答案選A。9.以下哪種物質(zhì)是合成氨反應(yīng)的催化劑？()A.鐵系催化劑B.銅系催化劑C.鋁系催化劑D.鎳系催化劑答案：A解析：合成氨反應(yīng)通常使用鐵系催化劑，它可以降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率。銅系催化劑常用于一些有機(jī)合成反應(yīng)，鋁系催化劑和鎳系催化劑在其他反應(yīng)中有應(yīng)用，但不是合成氨反應(yīng)的常用催化劑，所以答案選A。10.化工生產(chǎn)中，“三廢”是指()。A.廢水、廢氣、廢渣B.廢水、廢氣、廢料C.廢水、廢渣、廢料D.廢氣、廢渣、廢料答案：A解析：化工生產(chǎn)中的“三廢”通常是指廢水、廢氣、廢渣，所以答案選A。11.在蒸發(fā)操作中，為了提高加熱蒸汽的利用率，通常采用()。A.單效蒸發(fā)B.多效蒸發(fā)C.減壓蒸發(fā)D.加壓蒸發(fā)答案：B解析：多效蒸發(fā)是將前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽，從而提高了加熱蒸汽的利用率。單效蒸發(fā)只有一個(gè)蒸發(fā)器，加熱蒸汽利用率較低。減壓蒸發(fā)和加壓蒸發(fā)主要是根據(jù)物料的性質(zhì)和工藝要求來(lái)選擇，與提高加熱蒸汽利用率關(guān)系不大，所以答案選B。12.以下哪種分離方法適用于分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物？()A.蒸餾B.萃取C.過(guò)濾D.結(jié)晶答案：A解析：蒸餾是利用混合物中各組分沸點(diǎn)的差異，通過(guò)加熱使液體汽化，然后冷凝分離的方法，適用于分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物。萃取是利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度差異進(jìn)行分離。過(guò)濾是用于分離固體和液體混合物。結(jié)晶是通過(guò)改變?nèi)芤旱臈l件使溶質(zhì)結(jié)晶析出，所以答案選A。13.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)A+B→C，其反應(yīng)速率方程式為r=kcA^2cB，則該反應(yīng)為()。A.一級(jí)反應(yīng)B.二級(jí)反應(yīng)C.三級(jí)反應(yīng)D.零級(jí)反應(yīng)答案：C解析：反應(yīng)的總級(jí)數(shù)是各反應(yīng)物濃度的指數(shù)之和。在該反應(yīng)速率方程式r=kcA^2cB中，A的濃度指數(shù)為2，B的濃度指數(shù)為1，所以反應(yīng)總級(jí)數(shù)為2+1=3，屬于三級(jí)反應(yīng)，答案選C。14.在化工管路中，用于控制流體流量的閥門(mén)是()。A.截止閥B.閘閥C.止回閥D.安全閥答案：A解析：截止閥可以通過(guò)改變閥瓣與閥座之間的流通面積來(lái)控制流體的流量。閘閥主要用于全開(kāi)或全關(guān)管路，不適合用于流量控制。止回閥用于防止流體倒流。安全閥用于保護(hù)設(shè)備和管路，防止超壓，所以答案選A。15.以下哪種干燥方法屬于對(duì)流干燥？()A.傳導(dǎo)干燥B.輻射干燥C.熱風(fēng)干燥D.介電加熱干燥答案：C解析：對(duì)流干燥是利用熱空氣等熱介質(zhì)與濕物料直接接觸，將熱量傳遞給濕物料，使?jié)裎锪现械乃制⒈粠ё叩母稍锓椒?。熱風(fēng)干燥就是典型的對(duì)流干燥方法。傳導(dǎo)干燥是通過(guò)固體壁面將熱量傳遞給濕物料。輻射干燥是利用輻射能將熱量傳遞給濕物料。介電加熱干燥是利用高頻電場(chǎng)使?jié)裎锪现械乃肿诱駝?dòng)產(chǎn)生熱量而干燥，所以答案選C。二、填空題（每題2分，共20分）1.化工生產(chǎn)過(guò)程一般可分為、和**___**三個(gè)主要步驟。答案：原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品分離與精制2.流體的黏度是衡量流體**___**大小的物理量。答案：內(nèi)摩擦力3.離心泵的主要性能參數(shù)有、、**___**和**___**等。答案：流量、揚(yáng)程、功率、效率4.吸收過(guò)程是溶質(zhì)從**___**相轉(zhuǎn)移到**___**相的傳質(zhì)過(guò)程。答案：氣、液5.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法通常有**___**速率和**___**速率兩種。答案：基于反應(yīng)物的消耗、基于產(chǎn)物的生成6.傳熱的基本方式有、和**___**。答案：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射7.精餾塔的操作線方程是描述**___**與**___**之間的關(guān)系。答案：相鄰兩層塔板上氣相組成、液相組成8.過(guò)濾操作中，過(guò)濾介質(zhì)的作用是**___**。答案：截留固體顆粒，使液體通過(guò)9.蒸發(fā)操作中，二次蒸汽是指**___**。答案：蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽10.化工管路的連接方式主要有、、**___**和**___**等。答案：螺紋連接、法蘭連接、焊接連接、承插連接三、判斷題（每題1分，共10分）1.流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別在于流速的大小。()答案：×解析：流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別在于流體的流動(dòng)狀態(tài)，層流時(shí)流體分層流動(dòng)，各層之間互不混合；湍流時(shí)流體的質(zhì)點(diǎn)做不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，相互混合。流速大小只是影響流動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)因素，雷諾數(shù)才是判斷層流和湍流的依據(jù)，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。2.吸收操作中，增大吸收劑的用量可以提高吸收效率，但會(huì)增加操作費(fèi)用。()答案：√解析：增大吸收劑的用量可以增大吸收過(guò)程的傳質(zhì)推動(dòng)力，從而提高吸收效率。但吸收劑用量增大，會(huì)增加輸送、再生等操作的費(fèi)用，所以該說(shuō)法正確。3.化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度無(wú)關(guān)。()答案：√解析：平衡常數(shù)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，產(chǎn)物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，它只與溫度有關(guān)，溫度改變，平衡常數(shù)也會(huì)改變，與反應(yīng)物和產(chǎn)物的初始濃度無(wú)關(guān)，所以該說(shuō)法正確。4.列管式換熱器中，管程數(shù)越多，傳熱效果越好，但流體阻力也越大。()答案：√解析：管程數(shù)越多，流體在管內(nèi)的流速增大，湍動(dòng)程度增強(qiáng)，傳熱系數(shù)增大，傳熱效果越好。但流速增大也會(huì)使流體阻力增大，增加能耗，所以該說(shuō)法正確。5.對(duì)于恒容反應(yīng)，反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，與反應(yīng)體積無(wú)關(guān)。()答案：√解析：恒容反應(yīng)中，反應(yīng)體積不變，反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化來(lái)表示，只與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，與反應(yīng)體積本身無(wú)關(guān)，所以該說(shuō)法正確。6.過(guò)濾操作中，過(guò)濾介質(zhì)的孔隙越小，過(guò)濾效果越好，但過(guò)濾阻力也越大。()答案：√解析：過(guò)濾介質(zhì)的孔隙越小，能截留的固體顆粒越小，過(guò)濾效果越好。但孔隙小會(huì)使流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的阻力增大，過(guò)濾速率降低，所以該說(shuō)法正確。7.蒸發(fā)操作中，二次蒸汽的溫度和壓力都比加熱蒸汽低。()答案：√解析：蒸發(fā)過(guò)程中，加熱蒸汽提供熱量使溶液中的水分汽化產(chǎn)生二次蒸汽，二次蒸汽的溫度和壓力都比加熱蒸汽低，這是因?yàn)樵谡舭l(fā)過(guò)程中存在一定的熱損失和壓力降，所以該說(shuō)法正確。8.化工生產(chǎn)中，只要保證產(chǎn)品質(zhì)量，就可以不考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。()答案：×解析：化工生產(chǎn)中，不僅要保證產(chǎn)品質(zhì)量，還要考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題?；どa(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的“三廢”，如果不進(jìn)行有效的處理和控制，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，危害人類(lèi)健康，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。9.離心泵啟動(dòng)前必須灌滿(mǎn)液體，否則會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象。()答案：√解析：離心泵啟動(dòng)前如果不灌滿(mǎn)液體，泵內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，無(wú)法將液體吸入泵內(nèi)并輸送出去，會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象，所以該說(shuō)法正確。10.精餾操作中，回流比越大，塔頂產(chǎn)品的純度越高，但能耗也越大。()答案：√解析：回流比是精餾操作中的一個(gè)重要參數(shù)，回流比越大，塔頂回流液量越多，精餾塔內(nèi)的傳質(zhì)效果越好，塔頂產(chǎn)品的純度越高。但回流比增大，需要消耗更多的能量來(lái)加熱和冷卻，能耗也會(huì)增大，所以該說(shuō)法正確。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)中節(jié)能減排的主要措施。(1).采用先進(jìn)的工藝技術(shù)：選擇能耗低、效率高的化工生產(chǎn)工藝，如采用催化反應(yīng)技術(shù)可以降低反應(yīng)溫度和壓力，減少能源消耗。(2).加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和管理：確保設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，減少設(shè)備的泄漏和故障，提高設(shè)備的能源利用效率。例如，定期對(duì)換熱器進(jìn)行清洗，提高傳熱效率。(3).余熱回收利用：將化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，如利用高溫廢氣預(yù)熱原料、加熱水等，提高能源的綜合利用率。(4).優(yōu)化能量系統(tǒng)：對(duì)化工生產(chǎn)中的能量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，合理分配和使用能源，如采用熱電聯(lián)產(chǎn)、熱泵技術(shù)等，提高能源的利用效率。(5).加強(qiáng)水資源管理：采用節(jié)水工藝和設(shè)備，提高水的循環(huán)利用率，減少新鮮水的用量，降低廢水排放。(6).采用清潔能源：逐步增加清潔能源在化工生產(chǎn)中的使用比例，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)。(7).加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制：通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，精確控制生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)，使生產(chǎn)過(guò)程更加穩(wěn)定、高效，減少能源浪費(fèi)。2.簡(jiǎn)述流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，層流和湍流的特點(diǎn)。(1).層流的特點(diǎn)：流體分層流動(dòng)，各層之間互不混合，流體質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方向做直線運(yùn)動(dòng)。流速分布呈拋物線形狀，管中心流速最大，管壁處流速為零。層流時(shí)的阻力主要是黏性阻力，其大小與流速的一次方成正比。層流的雷諾數(shù)Re小于2000。(2).湍流的特點(diǎn)：流體的質(zhì)點(diǎn)做不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，相互混合，形成旋渦。流速分布比較均勻，近管壁處流速變化較大。湍流時(shí)的阻力主要是慣性阻力和黏性阻力，其大小與流速的1.75-2次方成正比。湍流的雷諾數(shù)Re大于4000。3.簡(jiǎn)述精餾塔的操作原理和影響精餾操作的主要因素。(1).精餾塔的操作原理：精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異，使混合物在精餾塔內(nèi)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝，從而實(shí)現(xiàn)各組分分離的過(guò)程。在精餾塔中，原料液從塔的中部某一塊塔板（進(jìn)料板）加入，塔頂上升的蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后，一部分作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）采出，另一部分作為回流液返回塔內(nèi)。塔底液體經(jīng)再沸器加熱汽化后，一部分蒸汽返回塔內(nèi)，另一部分作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┎沙觥Ｔ谒?nèi)，氣液兩相在塔板上進(jìn)行充分接觸，易揮發(fā)組分不斷從液相轉(zhuǎn)移到氣相，難揮發(fā)組分不斷從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從而使混合物得到分離。(2).影響精餾操作的主要因素：回流比：回流比是精餾操作中的一個(gè)重要參數(shù)，回流比越大，塔頂產(chǎn)品的純度越高，但能耗也越大；回流比越小，塔頂產(chǎn)品的純度越低，但能耗也越小。進(jìn)料組成和熱狀況：進(jìn)料組成的變化會(huì)影響精餾塔的分離效果和操作穩(wěn)定性。進(jìn)料的熱狀況（如冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料、露點(diǎn)進(jìn)料、過(guò)熱蒸汽進(jìn)料）也會(huì)影響精餾塔內(nèi)的氣液平衡和塔板數(shù)的計(jì)算。塔板數(shù)：塔板數(shù)越多，精餾塔的分離效果越好，但設(shè)備投資和操作費(fèi)用也會(huì)增加。操作壓力：操作壓力會(huì)影響混合物的沸點(diǎn)和相對(duì)揮發(fā)度，從而影響精餾塔的分離效果。一般來(lái)說(shuō)，提高操作壓力可以使混合物的沸點(diǎn)升高，但相對(duì)揮發(fā)度可能會(huì)降低。塔