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上海交通大学《化学工程原理》期末考试试卷（含答案）

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

1.选择题（每题2分，共40分）

（1）下列哪个过程属于不可逆过程？

A.热传导

B.液体沸腾

C.等温等压下气体的体积变化

D.热量从高温物体传递到低温物体

（2）在理想气体的等温过程中，其内能变化量为：

A.0

B.不确定

C.增加

D.减少

（3）下列哪个设备的传热系数通常最大？

A.沸腾加热器

B.喷淋冷却器

C.转子式冷却器

D.管壳式冷凝器

（4）下列哪个操作会导致液体的粘度增加？

A.加热

B.冷却

C.增加压力

D.减小压力

（5）在精馏过程中，塔底温度高于塔顶温度的原因是：

A.塔底压力大于塔顶压力

B.塔底温度高于进料温度

C.塔顶冷凝器冷却效果不佳

D.塔底再沸器加热效果不佳

2.填空题（每题2分，共20分）

（1）理想气体在等温过程中，其（）不变。

（2）传质过程中的（）是衡量传质速率的物理量。

（3）在多级精馏过程中，为了提高分离效果，通常采用（）。

（4）在传热过程中，对流传热系数与（）有关。

（5）在泵的操作中，扬程是指泵能产生的（）。

3.判断题（每题2分，共20分）

（1）在等压过程中，理想气体的体积与温度成正比。（）

（2）传质设备的设计主要取决于传质速率。（）

（3）在精馏塔中，塔底温度总是高于塔顶温度。（）

（4）在传热过程中，对流传热系数与流体性质无关。（）

（5）在泵的操作中，流量与扬程成正比。（）

4.计算题（每题10分，共50分）

（1）一空气在管内流动，进口温度为20℃，压力为1个大气压，出口温度为80℃，压力为1.2个大气压。求空气的质量流量。

（2）某精馏塔塔顶进料组成为C1：0.6，C2：0.4，塔底进料组成为C1：0.2，C2：0.8。求精馏塔的回流比。

（3）一气体混合物在冷却器中进行冷却，进口温度为100℃，压力为1个大气压，出口温度为50℃，压力为0.8个大气压。求冷却器的热负荷。

（4）某反应器内进行一放热反应，初始温度为300K，反应热为40kJ/mol。求反应达到平衡时的温度。

（5）一液体在管内流动，进口温度为40℃，出口温度为80℃，压力为1个大气压，管径为50mm。求流体的雷诺数和摩擦系数。

5.论述题（20分）

论述化学工程原理在实际工程中的应用，举例说明。

试卷答案

1.选择题

（1）D

（2）A

（3）A

（4）C

（5）A

2.填空题

（1）内能

（2）传质速率

（3）多级精馏

（4）流体性质

（5）压力差

3.判断题

（1）√

（2）√

（3）×

（4）×

（5）×

4.计算题

（1）解析：使用理想气体状态方程PV=nRT，结合流量公式Q=m/ρ，计算质量流量。

（2）解析：使用精馏原理，根据塔顶和塔底进料组成，计算回流比。

（3）解析：使用热量传递公式Q=mcΔT，计算冷却器的热负荷。

（4）解析：使用平衡常数Kc和反应热ΔH，结合温度和反应速率常数的关系，计算平衡温度。

（5）解析：使用雷诺数公式Re=ρvd/μ，计算雷诺数；使用摩擦系数公式f=64/Re，计算摩擦系数。

5.论述题

解析：论述化学工程原理在实际工程中的应用，如传热、传质、反应器设计等，并举例说明。