沈陽理工大學(xué)《化工過程模擬》2023-2024學(xué)年第一學(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頁沈陽理工大學(xué)

《化工過程模擬》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于復(fù)雜反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)分析，以下方法不正確的是（）A.簡(jiǎn)化假設(shè)B.實(shí)驗(yàn)測(cè)定C.忽略次要反應(yīng)D.主觀猜測(cè)2、在化工流體流動(dòng)的測(cè)量中，以下哪種流量計(jì)適用于測(cè)量大管徑、低流速的流體流量？（）A.渦輪流量計(jì)B.電磁流量計(jì)C.孔板流量計(jì)D.超聲波流量計(jì)3、化工安全是化工生產(chǎn)的首要問題。在處理易燃易爆的化工物料時(shí)，以下哪種安全措施是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的？（）A.安裝防爆電氣設(shè)備B.制定嚴(yán)格的操作規(guī)程C.進(jìn)行靜電消除處理D.配備消防滅火設(shè)備4、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散影響，以下描述不正確的是（）A.會(huì)降低反應(yīng)速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對(duì)所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)5、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的分配。對(duì)于一個(gè)特定的萃取體系，若萃取劑的用量增加，萃取相和萃余相的組成會(huì)如何變化？（）A.萃取相中溶質(zhì)濃度增加，萃余相中溶質(zhì)濃度減少B.萃取相中溶質(zhì)濃度減少，萃余相中溶質(zhì)濃度增加C.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均增加D.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均減少6、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析是重要環(huán)節(jié)。以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和誤差分析，不正確的是（）A.可以用線性回歸分析數(shù)據(jù)B.誤差分析只考慮隨機(jī)誤差C.可以通過作圖法直觀展示數(shù)據(jù)D.要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性進(jìn)行評(píng)估7、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，其熵值是增加還是減少？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少8、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，壓力容器的設(shè)計(jì)需要遵循嚴(yán)格的規(guī)范。對(duì)于一個(gè)承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，以下關(guān)于其壁厚計(jì)算的依據(jù)，不正確的是：（）A.材料的屈服強(qiáng)度B.容器的直徑C.容器內(nèi)的壓力D.容器的長度9、在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)混合物進(jìn)行分離和提純。對(duì)于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進(jìn)行分離，以下哪種因素對(duì)分離效果的影響最為關(guān)鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質(zhì)的溫度10、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11、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，研究反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定方法時(shí)，以下關(guān)于初始速率法的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.只需要測(cè)量反應(yīng)初始階段的速率B.可以消除產(chǎn)物的影響C.適用于復(fù)雜反應(yīng)D.實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單12、在化工中的精餾塔設(shè)計(jì)中，關(guān)于回流比的選擇，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.回流比是精餾操作的重要參數(shù)，它影響著精餾塔的分離效果、能耗和設(shè)備投資。一般來說，增大回流比可以提高分離效果，但會(huì)增加能耗和設(shè)備投資；減小回流比則相反。因此，需要綜合考慮各方面因素，選擇合適的回流比B.回流比越大越好，能夠保證精餾塔得到高純度的產(chǎn)品C.回流比的選擇只取決于塔頂和塔底產(chǎn)品的純度要求，與能耗和設(shè)備投資無關(guān)D.回流比的最小值為零，最大值沒有限制13、在化工過程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計(jì)算法14、在化工反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究中，需要確定反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)體系，以下哪種實(shí)驗(yàn)方法最有助于準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)級(jí)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15、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣液反應(yīng)，以下哪種反應(yīng)器類型能夠提供較大的相界面積？（）A.鼓泡塔反應(yīng)器B.填料塔反應(yīng)器C.噴霧塔反應(yīng)器D.以上反應(yīng)器類型效果相同二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行支座和支耳的設(shè)計(jì)和選型。2、（本題5分）簡(jiǎn)述在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，如反應(yīng)器、換熱器、塔設(shè)備等，如何根據(jù)工藝要求和操作條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行。3、（本題5分）在化學(xué)工程領(lǐng)域，全面論述化工過程中的氣液傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定方法和影響因素，探討如何通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算確定傳質(zhì)系數(shù)以優(yōu)化傳質(zhì)過程。4、（本題5分）詳細(xì)說明在化工生產(chǎn)的干燥器中，氣流速度對(duì)干燥效果的影響及優(yōu)化方法。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)絕熱可逆壓縮過程中，某理想氣體從初始狀態(tài)（P1=100kPa，V1=10m^3，T1=300K）壓縮到終態(tài)（P2）。已知該氣體的絕熱指數(shù)為1.4，求終態(tài)壓力P2和溫度T2。2、（本題5分）在一個(gè)間歇攪拌釜式反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A→2B，初始時(shí)A的濃度為5mol/L，反應(yīng)3小時(shí)后B的濃度為4mol/L，求反應(yīng)的速率常數(shù)。3、（本題5分）在一個(gè)膜分離過程中，用于分離氧氣和氮?dú)獾幕旌衔铩＿M(jìn)料中氧氣和氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)分別為0.2和0.8，膜的滲透率分別為80和12，進(jìn)料流量為60mol/h，計(jì)算透過膜的氧氣和氮?dú)獾牧髁俊?、（本題5分）某二元混合物進(jìn)行簡(jiǎn)單蒸餾，初始組成xF=0.6，蒸餾終了時(shí)釜液組成xW=0.2，平均相對(duì)揮發(fā)度為3。求餾出液的平均組成。5、（本題5分）一個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)為A+B→C，反應(yīng)熱為-50kJ/mol。進(jìn)料中A和B的摩爾比為1:1，進(jìn)料溫度為300K，流量為10mol/s。已知反應(yīng)的活化能為80kJ/mol，求達(dá)到60%轉(zhuǎn)化率時(shí)的床層溫度。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）某化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程自動(dòng)化改造時(shí)，遇到了系統(tǒng)兼容性和穩(wěn)定性的問題。請(qǐng)分析這些問題產(chǎn)生的原因，并給出提高自動(dòng)化系統(tǒng)性能的建議。2、（本題10分）一家化妝品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)了