首都師范大學(xué)《化工原理A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)首都師范大學(xué)

《化工原理A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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2分，共30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、在化工過(guò)程的控制系統(tǒng)中，需要選擇合適的控制變量和被控變量。對(duì)于一個(gè)具有多個(gè)輸入和輸出的復(fù)雜化工過(guò)程，以下哪個(gè)方法能夠更有效地確定控制變量和被控變量？（）A.經(jīng)驗(yàn)判斷B.靈敏度分析C.統(tǒng)計(jì)分析D.模擬計(jì)算2、對(duì)于化工工藝流程的設(shè)計(jì)，以下關(guān)于工藝流程優(yōu)化的目標(biāo)，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.工藝流程優(yōu)化的目標(biāo)是在滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量要求的前提下，最大限度地降低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益B.工藝流程優(yōu)化只需要考慮技術(shù)上的可行性，不需要考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素C.工藝流程優(yōu)化的重點(diǎn)是增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以提高產(chǎn)品的附加值D.工藝流程優(yōu)化主要是為了滿(mǎn)足環(huán)保要求，對(duì)生產(chǎn)效率和成本的影響可以忽略3、在化工傳遞過(guò)程中，熱傳導(dǎo)是常見(jiàn)的傳熱方式之一。關(guān)于熱傳導(dǎo)的基本定律——傅里葉定律，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.熱流密度與溫度梯度成正比B.熱導(dǎo)率是物質(zhì)的固有屬性C.熱導(dǎo)率不受溫度影響D.適用于穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱4、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常涉及到氣體的壓縮過(guò)程。對(duì)于一個(gè)絕熱壓縮過(guò)程，若壓縮比相同，以下關(guān)于壓縮終溫的說(shuō)法，正確的是：（）A.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越高B.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越低C.氣體比熱容對(duì)終溫沒(méi)有影響D.無(wú)法確定比熱容與終溫的關(guān)系5、在化學(xué)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(zhǔn)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(huì)隨使用次數(shù)下降6、在化工分離過(guò)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(dòng)力，哪種說(shuō)法是正確的？（）A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差7、在化工設(shè)備的選材中，以下哪種材料通常用于高溫高壓且有腐蝕性介質(zhì)的工況？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鈦合金D.銅合金8、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個(gè)熱力學(xué)定律是判斷過(guò)程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律9、化工生產(chǎn)中的過(guò)濾操作用于分離固體和液體混合物。對(duì)于過(guò)濾設(shè)備的選擇和操作，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.真空過(guò)濾機(jī)適用于粘性大的物料B.板框壓濾機(jī)過(guò)濾面積大C.過(guò)濾速度與過(guò)濾壓差成正比D.可以不考慮濾餅的洗滌10、化工設(shè)備的選材需要考慮多種因素。以下關(guān)于化工設(shè)備選材的原則，不準(zhǔn)確的是（）A.耐腐蝕性B.強(qiáng)度和剛度C.材料價(jià)格越低越好D.加工性能11、在化學(xué)反應(yīng)器的選型中，對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)較高的反應(yīng)，以下哪種反應(yīng)器類(lèi)型通常更合適？（）A.間歇反應(yīng)器B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器C.管式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器12、在化工干燥過(guò)程中，干燥速率曲線(xiàn)通?？梢苑譃閹讉€(gè)階段。以下哪個(gè)階段的干燥速率主要受物料內(nèi)部水分?jǐn)U散控制？（）A.恒速干燥階段B.降速干燥階段C.預(yù)熱階段D.平衡階段13、在化工設(shè)計(jì)中，需要考慮設(shè)備的布局和管道的走向。對(duì)于一個(gè)具有多個(gè)反應(yīng)釜和分離設(shè)備的化工廠，以下哪個(gè)原則在設(shè)備布局時(shí)應(yīng)首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范14、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，對(duì)于承受外壓的薄壁容器，以下哪個(gè)因素對(duì)于穩(wěn)定性的影響最大？（）A.容器的直徑B.容器的長(zhǎng)度C.材料的強(qiáng)度D.壁厚15、在化工過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對(duì)于一個(gè)投資較大但運(yùn)行成本較低的工藝方案，以下關(guān)于其經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟(jì)可行的B.一定是不經(jīng)濟(jì)的C.需要通過(guò)詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析來(lái)確定D.僅根據(jù)投資和運(yùn)行成本無(wú)法判斷二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）結(jié)合資源回收利用的需求，深入探討化工過(guò)程中的固體廢棄物處理和資源化利用技術(shù)，包括焚燒、填埋、材料回收等方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。2、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，氣固相催化反應(yīng)中的內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散限制會(huì)影響反應(yīng)速率和選擇性。請(qǐng)論述內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散限制的產(chǎn)生原因和判斷方法，并分析如何消除或減輕這些擴(kuò)散限制對(duì)反應(yīng)的影響。3、（本題5分）在化學(xué)工程中，全面論述化工過(guò)程中的吸附分離工藝，包括變壓吸附、變溫吸附等技術(shù)的原理、工藝流程以及在氣體分離、凈化等方面的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行二級(jí)不可逆反應(yīng)A+B→C，反應(yīng)速率常數(shù)k=2L/(mol·min)，進(jìn)料中A和B的濃度均為2mol/L，進(jìn)料流量為10L/min，反應(yīng)器體積為50L。計(jì)算反應(yīng)器出口處A、B和C的濃度。2、（本題5分）某換熱器用溫度為150°C的熱油將30°C的冷水加熱到70°C，熱油流量為3kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)，冷水流量為4kg/s，比熱容為4.2kJ/(kg·K)，求換熱器的傳熱面積（假設(shè)總傳熱系數(shù)為600W/(m2·K)）。3、（本題5分）一個(gè)穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過(guò)程，氣液界面處氣相中溶質(zhì)的分壓為8kPa，液相中溶質(zhì)的濃度為0.02mol/L，亨利系數(shù)為40kPa·L/mol，液相傳質(zhì)系數(shù)為0.03m/s，計(jì)算傳質(zhì)速率。4、（本題5分）一個(gè)吸收塔用含溶質(zhì)0.002（摩爾分?jǐn)?shù)）的水溶液吸收混合氣體中的溶質(zhì)A，進(jìn)口氣體中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，氣體流量為500kmol/h，要求吸收率為90%。平衡關(guān)系為y=0.5x，液氣比為1.2倍最小液氣比。計(jì)算吸收劑的流量和塔底溶液中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)。5、（本題5分）一個(gè)間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行二級(jí)不可逆反應(yīng)2A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)。初始時(shí)A的濃度為4mol/L，反應(yīng)5小時(shí)后，計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率和B的濃度。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化工企