襄陽科技職業(yè)學(xué)院《化工原理及實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁襄陽科技職業(yè)學(xué)院《化工原理及實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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(gè)小題，每小題1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、在化工過程的模擬計(jì)算中，選擇合適的熱力學(xué)模型對于結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。對于一個(gè)含有極性物質(zhì)的體系，以下關(guān)于熱力學(xué)模型的選擇，不正確的是：（）A.理想氣體模型B.活度系數(shù)模型C.狀態(tài)方程模型D.基團(tuán)貢獻(xiàn)模型2、在化工熱力學(xué)中，對于純物質(zhì)的臨界狀態(tài)，以下哪個(gè)參數(shù)在臨界狀態(tài)時(shí)沒有明確的數(shù)值？（）A.溫度B.壓力C.體積D.密度3、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對于優(yōu)化反應(yīng)過程至關(guān)重要。對于一個(gè)復(fù)雜的連串反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是所需產(chǎn)物，以下哪種操作條件通常有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時(shí)間D.降低反應(yīng)壓力4、在化工自動(dòng)化控制中，以下哪種控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)對被控變量的無差調(diào)節(jié)？（）A.位式控制B.比例控制C.積分控制D.微分控制5、在化工熱力學(xué)中，對于混合物的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算，以下哪種方法通常需要較多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持？（）A.狀態(tài)方程法B.活度系數(shù)法C.理想溶液模型D.正規(guī)溶液模型6、在化工過程的物料輸送中，壓縮氣體的功耗與氣體的壓縮比有關(guān)。以下哪種壓縮過程的功耗最??？（）A.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮7、在化工傳熱過程中，當(dāng)熱流體通過間壁將熱量傳遞給冷流體時(shí)，若要提高傳熱效率，可以采取多種措施。以下哪種方法通常不是有效的手段？（）A.增大傳熱面積B.提高冷熱流體的溫差C.增加間壁的厚度D.提高流體的流速8、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進(jìn)行。對于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對反應(yīng)速率的影響相對較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性9、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10、化工熱力學(xué)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(shí)際混合物性質(zhì)與理想混合物性質(zhì)之差B.實(shí)際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之和C.實(shí)際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之差D.實(shí)際混合物性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差11、化學(xué)反應(yīng)的速率不僅取決于反應(yīng)物的濃度，還受溫度的影響。關(guān)于溫度對反應(yīng)速率的影響，以下表述不準(zhǔn)確的是（）A.溫度升高，反應(yīng)速率一定加快B.符合阿倫尼烏斯方程C.存在一個(gè)最佳反應(yīng)溫度D.不同反應(yīng)對溫度的敏感程度不同12、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)氣液反應(yīng)，若反應(yīng)主要在液相中進(jìn)行，提高反應(yīng)速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應(yīng)物濃度B.增大液相反應(yīng)物濃度C.提高反應(yīng)溫度D.增大氣液接觸面積13、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分離氣體混合物。在一個(gè)填料吸收塔中，用清水吸收氨氣，若要提高氨氣的吸收率，以下哪種方法效果不明顯？（）A.增加吸收劑的用量B.提高吸收塔的操作壓力C.降低吸收劑的溫度D.減小吸收塔的填料高度14、化工原理中，對于過濾操作，若過濾壓差增大，過濾速率會(huì)如何變化？（）A.線性增大B.非線性增大C.不變D.先增大后不變15、化工生產(chǎn)中的精餾操作，塔板上氣液接觸方式有多種。以下關(guān)于不同氣液接觸方式的特點(diǎn)，不正確的是（）A.鼓泡接觸傳質(zhì)效率高B.噴射接觸適用于大液量C.泡沫接觸穩(wěn)定性好D.選擇接觸方式不考慮工藝要求16、化工過程中的傳熱問題至關(guān)重要。在一個(gè)列管式換熱器中，用熱水加熱冷水，若要提高傳熱效率，以下哪種措施是不合適的？（）A.增加換熱管的數(shù)量B.提高熱水的流速C.減小換熱管的管徑D.降低冷水的流速17、對于化工中的非均相反應(yīng)過程，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對反應(yīng)的影響，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.相間傳質(zhì)會(huì)影響非均相反應(yīng)的速率和選擇性。如果傳質(zhì)速率小于反應(yīng)速率，反應(yīng)會(huì)受到傳質(zhì)的限制；如果傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，反應(yīng)則主要受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制B.相間傳質(zhì)對非均相反應(yīng)沒有影響，反應(yīng)速率只取決于化學(xué)反應(yīng)本身C.相間傳質(zhì)總是會(huì)促進(jìn)非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)速率和選擇性D.相間傳質(zhì)的影響可以忽略不計(jì)，在研究非均相反應(yīng)時(shí)不需要考慮18、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對反應(yīng)進(jìn)行催化。對于一個(gè)需要高選擇性的催化反應(yīng)，以下哪種催化劑的制備方法能夠更好地控制催化劑的活性和選擇性？（）A.浸漬法B.沉淀法C.溶膠-凝膠法D.離子交換法19、在化工過程的優(yōu)化中，靈敏度分析可以幫助確定關(guān)鍵參數(shù)。對于一個(gè)化工過程模型，以下關(guān)于靈敏度分析的作用，不正確的是：（）A.評估參數(shù)變化對結(jié)果的影響程度B.確定最優(yōu)操作條件C.簡化模型D.驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性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(dāng)過濾壓差增大時(shí)，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、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，對于一個(gè)零級反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。若將反應(yīng)容器的體積增大一倍，反應(yīng)時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.不變D.變?yōu)樵瓉淼囊话?2、化工中的攪拌設(shè)備用于混合物料和促進(jìn)反應(yīng)。對于攪拌器的類型和選型依據(jù)，以下描述不正確的是（）A.槳式攪拌器適用于低粘度液體B.渦輪式攪拌器攪拌強(qiáng)度大C.攪拌器的選型只考慮攪拌效果D.要考慮物料性質(zhì)和工藝要求23、在化工分離過程中，液液萃取的分配系數(shù)是衡量萃取效果的重要參數(shù)。對于一個(gè)特定的萃取體系，以下關(guān)于分配系數(shù)的影響因素，不正確的是：（）A.萃取劑的種類B.被萃取物質(zhì)的濃度C.溫度D.壓力24、化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應(yīng)器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，以下比較錯(cuò)誤的是（）A.間歇反應(yīng)器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應(yīng)時(shí)間計(jì)算方法不同D.物料混合情況有所差異25、在化工過程的放大中，相似放大法是常用的方法之一。以下關(guān)于相似放大法的優(yōu)點(diǎn)，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.基于物理相似原理B.能夠較好地預(yù)測放大后的性能C.不需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D.適用于各種類型的化工過程26、在化工生產(chǎn)的安全管理中，危險(xiǎn)因素的識別和評估至關(guān)重要。以下關(guān)于化工生產(chǎn)中的危險(xiǎn)因素，不包括的是（）A.火災(zāi)和爆炸B.中毒和窒息C.設(shè)備故障D.員工心情好壞27、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28、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程，以下哪個(gè)因素對于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強(qiáng)度C.過飽和度D.晶種的加入量29、化工中的干燥過程需要消耗大量能源。對于一個(gè)節(jié)能型的干燥系統(tǒng)，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力最大？（）A.干燥設(shè)備的選型B.干燥介質(zhì)的循環(huán)利用C.余熱的回收D.優(yōu)化干燥操作條件30、在化工過程的控制系統(tǒng)中，需要選擇合適的控制變量和被控變量。對于一個(gè)具有多個(gè)輸入和輸出的復(fù)雜化工過程，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)算二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)板式精餾塔分離乙醇和水的混合物，進(jìn)料中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，進(jìn)料熱狀態(tài)為飽和液體，塔頂餾出液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.8，塔底釜液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，回流比為2，全塔效率為50%。計(jì)算所需的理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)。2、（本題5分）一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行二級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)。進(jìn)料流量為15L/h，進(jìn)料中A的濃度為3mol/L，反應(yīng)器體積為60L，計(jì)算反應(yīng)器出口處A的濃度。3、（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)。4、（本題5分）一個(gè)膜分離裝置用于分離兩種氣體混合物，已知兩種氣體的滲透系數(shù)分別為0.05和0.02m^3/(m^2·s·Pa)，膜面積為5m^2，壓差為100Pa。計(jì)算兩種氣體的滲透通量和分離因子。5、（本題5分）某反應(yīng)釜中進(jìn)行可逆反應(yīng)A+B?C+D，平衡常數(shù)K=2，初始時(shí)A、B的濃度均為2mol/L，反應(yīng)在10L的容器中進(jìn)行，求達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在化工分離過程中，膜滲透汽化技術(shù)具有一定的應(yīng)用前景，請闡述膜滲透汽化的原理和特點(diǎn)，包括膜材料的選擇和應(yīng)用領(lǐng)域，并分析其與傳統(tǒng)分離方法的比較優(yōu)勢。2、（本題5分）簡述在化工過程的優(yōu)化中，如何運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化算法同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境影響和產(chǎn)品質(zhì)量等因素，找到最優(yōu)的操作條件和工藝流程。3、（本題5分）結(jié)合化工過程的節(jié)能需求，深入探討熱泵技術(shù)在化工中的應(yīng)用原理、系統(tǒng)組成以及在精餾、干燥等單元操作中的節(jié)能效果。4、（本題5分）隨著化工企業(yè)對安全生產(chǎn)的要求不斷