北京理工大學《化工基礎(chǔ)技術(shù)實驗》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《化工基礎(chǔ)技術(shù)實驗》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、在化學反應(yīng)工程中，對于一個非均相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑外擴散阻力的消除方法，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2、在化工過程控制中，PID控制器被廣泛應(yīng)用。對于一個具有較大滯后特性的化工過程，以下哪種PID參數(shù)的調(diào)整方法能夠更好地提高控制效果？（）A.增大比例系數(shù)B.增大積分時間C.增大微分時間D.同時增大比例系數(shù)和積分時間3、在化工分離過程中，反滲透膜分離技術(shù)在水處理中應(yīng)用廣泛。以下關(guān)于反滲透的驅(qū)動力，哪種說法是正確的？（）A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差4、在化工過程的優(yōu)化中，目標函數(shù)的選擇非常重要。對于一個以最小化生產(chǎn)成本為目標的化工過程，以下關(guān)于目標函數(shù)的構(gòu)成，不正確的是：（）A.原材料成本B.設(shè)備折舊成本C.產(chǎn)品銷售收入D.人工成本5、對于化工過程中的氣體凈化，以下哪種方法適用于去除微量有害氣體？（）A.吸收法B.吸附法C.燃燒法D.冷凝法6、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關(guān)于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關(guān)C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失7、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細小晶體D.提高結(jié)晶收率8、在化工反應(yīng)動力學的研究中，需要確定反應(yīng)的級數(shù)和速率常數(shù)。對于一個復(fù)雜的反應(yīng)體系，以下哪種實驗方法最有助于準確測定反應(yīng)級數(shù)？（）A.改變反應(yīng)物濃度B.改變反應(yīng)溫度C.加入催化劑D.改變反應(yīng)壓力9、關(guān)于化工生產(chǎn)中的攪拌裝置，以下哪種攪拌器適用于高粘度液體的攪拌？（）A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.錨式攪拌器D.推進式攪拌器10、在化工流程模擬中，建立準確的數(shù)學模型是關(guān)鍵。對于一個復(fù)雜的化工流程，以下關(guān)于模型簡化的原則，不正確的是：（）A.忽略對結(jié)果影響較小的因素B.盡量保留所有的細節(jié)C.保證模型的準確性和可靠性D.根據(jù)實際情況進行合理的假設(shè)11、關(guān)于化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程，以下哪種因素對晶體的生長速度影響最小？（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.溶質(zhì)的分子量D.冷卻速度12、在化工傳遞過程中，關(guān)于對流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.對流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質(zhì)和流動狀態(tài)有關(guān)，與換熱器的結(jié)構(gòu)無關(guān)B.對流傳熱系數(shù)與流體的流速、溫度、黏度、熱導(dǎo)率以及換熱器的結(jié)構(gòu)等多種因素都有關(guān)系C.對流傳熱系數(shù)主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計D.對流傳熱系數(shù)是一個固定值，不受任何外界條件的影響13、在化工過程控制中，反饋控制是常用的控制策略之一。當被控變量受到一個階躍干擾時，以下關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)，正確的是：（）A.被控變量立即回到設(shè)定值B.被控變量逐漸回到設(shè)定值C.被控變量會超過設(shè)定值D.被控變量不會受到干擾的影響14、在化工流程模擬中，需要建立準確的數(shù)學模型來描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、模型驗證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、模型驗證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、收集數(shù)據(jù)、模型驗證15、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對物料進行加熱。對于一種需要精確控制加熱溫度的物料，以下哪種加熱方式的溫度控制精度最高？（）A.電加熱B.蒸汽加熱C.熱油加熱D.紅外線加熱16、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于一種熱敏性物料，以下哪種干燥方法能夠最大程度地保持物料的性質(zhì)不發(fā)生改變？（）A.熱風干燥B.冷凍干燥C.真空干燥D.噴霧干燥17、化工過程中的結(jié)晶操作常用于分離和提純物質(zhì)。對于一種溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，以下哪種結(jié)晶方法能夠獲得更高純度的產(chǎn)品？（）A.冷卻結(jié)晶B.蒸發(fā)結(jié)晶C.真空結(jié)晶D.溶析結(jié)晶18、在化學工程中，吸附操作常用于氣體或液體的凈化和分離。以下關(guān)于吸附劑的選擇和再生，不準確的是（）A.吸附劑要有大的比表面積B.吸附劑的再生方法多樣C.吸附劑的選擇不考慮成本D.吸附劑的吸附性能會隨使用次數(shù)下降19、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結(jié)合可以提高控制效果。以下關(guān)于前饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動進行控制B.能夠完全消除擾動的影響C.對測量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用20、在化工過濾操作中，過濾速率與過濾壓差之間存在一定的關(guān)系。當過濾壓差增大時，以下哪種情況不太可能發(fā)生？（）A.過濾速率加快B.濾餅厚度增加C.濾液的澄清度提高D.過濾介質(zhì)的阻力增大21、在化工萃取塔的操作中，以下哪種因素的變化對萃取效果的影響相對較?。浚ǎ〢.萃取劑的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.兩相的接觸時間22、化學反應(yīng)工程中，對于一個平行反應(yīng)，若主反應(yīng)的活化能大于副反應(yīng)的活化能，升高溫度對主反應(yīng)的選擇性會產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低23、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。對于一個反滲透膜分離過程，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力B.利用膜的選擇性透過性C.溶質(zhì)會透過膜進入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)24、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的強度計算是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/425、在化工分離過程的設(shè)計中，需要考慮分離設(shè)備的選型。對于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設(shè)備通常不太適用？（）A.板式精餾塔B.填料精餾塔C.離心分離器D.結(jié)晶器26、在化工過程的優(yōu)化中，目標函數(shù)的建立是關(guān)鍵步驟之一。以下關(guān)于目標函數(shù)的選擇和構(gòu)建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標函數(shù)的構(gòu)建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素27、化工熱力學中，對于混合熱不為零的混合物，其超額性質(zhì)通常如何定義？（）A.實際混合物性質(zhì)與理想混合物性質(zhì)之差B.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之和C.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之差D.實際混合物性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差28、在化工蒸發(fā)過程中，提高蒸發(fā)器的真空度會對蒸發(fā)操作產(chǎn)生哪些影響？（）A.降低溶液的沸點，提高蒸發(fā)速率B.增加溶液的沸點，降低蒸發(fā)速率C.對蒸發(fā)速率沒有影響D.導(dǎo)致溶液結(jié)晶29、在化工熱力學中，對于真實氣體的狀態(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，范德華方程的計算結(jié)果與實驗值相比會如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定30、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關(guān)鍵？（）A.溶液的性質(zhì)B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個逆流操作的列管式換熱器，熱流體進口溫度為300°C，出口溫度為200°C，冷流體進口溫度為50°C，出口溫度為150°C。熱流體的比熱容為2kJ/(kg·K)，冷流體的比熱容為4kJ/(kg·K)，總傳熱系數(shù)為200W/(m2·K)，求換熱器的換熱面積。2、（本題5分）在一個換熱器中，用溫度為100°C的飽和水蒸氣將流量為2000kg/h的某種液體從20°C加熱到80°C。已知液體的比熱容為2.5kJ/(kg·K)，水蒸氣的冷凝潛熱為2257kJ/kg，求所需的水蒸氣質(zhì)量流量。3、（本題5分）有一理想氣體混合物，由50%（摩爾分數(shù)）的氮氣和50%的氧氣組成。總壓力為200kPa，溫度為300K。已知氮氣和氧氣的摩爾定壓熱容分別為29.1J/(mol·K)和29.4J/(mol·K)。計算該混合物的摩爾定壓熱容。4、（本題5分）某精餾塔分離二元混合物，進料量為120kmol/h，進料組成xF=0.48（摩爾分數(shù)），塔頂餾出液量為60kmol/h，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.96，塔釜產(chǎn)品組成xW=0.04。求回流比和精餾段操作線方程。5、（本題5分）在一個流化床干燥器中，濕物料的初始含水量為0.3（質(zhì)量分數(shù)），干燥后含水量降至0.05，絕干物料質(zhì)量為100kg，干燥速率曲線方程為U=0.5(X-X*)（kg/(m^2·h)），其中X為物料含水量，X為平衡含水量（假設(shè)為0），干燥面積為20m^2，計算干燥時間。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在化工企業(yè)的質(zhì)量管理中，如何建立質(zhì)量控制體系，進行原材料和產(chǎn)品的質(zhì)量檢測和分析，確保產(chǎn)品符合相關(guān)標準和客戶需求。2、（本題5分）結(jié)合精細化工行業(yè)的特點，深入探討精細化學品的合成工藝、產(chǎn)品性能以及市場需求和發(fā)展趨勢，如香料、涂料、膠粘劑等領(lǐng)域。3、（本題5分）結(jié)合現(xiàn)代制藥工業(yè)的需求，深入探討化學工程在藥物合成與制劑中的應(yīng)用，包括反應(yīng)工藝優(yōu)化、分離純化技術(shù)、藥物傳遞系統(tǒng)等方面。4、（本題5分）在化工熱力學中，吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能是重要的熱力學函數(shù)。請解釋吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義，并說明它們在判斷化學反應(yīng)和相變的自發(fā)性和