新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《能源化工設(shè)計(jì)》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(yè)，共3頁(yè)新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《能源化工設(shè)計(jì)》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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、化工中的氣液傳質(zhì)設(shè)備有多種類型。對(duì)于填料塔和板式塔的比較，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.填料塔的壓降小B.板式塔的操作彈性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分離效率一定高于填料塔2、在化工安全工程中，火災(zāi)和爆炸是常見(jiàn)的事故類型。對(duì)于一個(gè)易燃易爆的化工場(chǎng)所，以下關(guān)于預(yù)防火災(zāi)爆炸的措施，不正確的是：（）A.提高操作壓力B.控制火源C.加強(qiáng)通風(fēng)D.采用防爆電氣設(shè)備3、在化工傳熱計(jì)算中，當(dāng)冷熱流體進(jìn)行并流換熱和逆流換熱時(shí)，在相同的進(jìn)出口溫度條件下，哪種換熱方式的平均溫差較大？（）A.并流換熱B.逆流換熱C.兩者平均溫差相同D.取決于流體的性質(zhì)4、化工過(guò)程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個(gè)冷卻結(jié)晶過(guò)程中，若冷卻速度過(guò)快，可能會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細(xì)小晶體D.提高結(jié)晶收率5、在化工過(guò)程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）方法被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于SPC方法的作用，哪項(xiàng)描述不準(zhǔn)確？（）A.預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量B.診斷過(guò)程異常C.優(yōu)化生產(chǎn)工藝D.直接提高產(chǎn)品質(zhì)量6、在化工過(guò)程的物料衡算中，若一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有物料的積累，以下關(guān)于輸入和輸出物料量的關(guān)系，哪種表述是正確的？（）A.輸入物料量一定大于輸出物料量B.輸入物料量一定等于輸出物料量C.輸入物料量一定小于輸出物料量D.輸入物料量與輸出物料量的大小關(guān)系不確定7、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高會(huì)導(dǎo)致平衡常數(shù)如何變化？同時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率又會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率加快B.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率加快C.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率減慢D.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率減慢8、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對(duì)于流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.適用于氣固相反應(yīng)B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對(duì)催化劑要求不高9、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，局部阻力的計(jì)算方法與沿程阻力不同。以下哪種局部阻力系數(shù)的確定方法最為準(zhǔn)確？（）A.經(jīng)驗(yàn)公式法B.實(shí)驗(yàn)測(cè)定法C.理論分析法D.以上方法效果相同10、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差分析是必不可少的。以下關(guān)于誤差的來(lái)源和處理方法，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差可以通過(guò)校準(zhǔn)消除B.隨機(jī)誤差可以通過(guò)多次測(cè)量平均減小C.粗大誤差對(duì)結(jié)果影響不大，可以忽略D.誤差分析可以評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性11、在化工過(guò)程控制中，PID控制器被廣泛應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)具有較大滯后特性的化工過(guò)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(shí)間C.增大微分時(shí)間D.同時(shí)增大比例系數(shù)和積分時(shí)間12、在化工分離過(guò)程中，精餾塔的操作壓力對(duì)分離效果有重要影響。一般來(lái)說(shuō)，降低操作壓力會(huì)導(dǎo)致以下哪種情況？（）A.相對(duì)揮發(fā)度增大B.相對(duì)揮發(fā)度減小C.塔板效率提高D.塔板數(shù)增加13、化工安全是化工生產(chǎn)的首要問(wèn)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14、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)15、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的建立是關(guān)鍵步驟之一。以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的選擇和構(gòu)建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟(jì)效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標(biāo)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16、在化工分離過(guò)程中，吸附分離常用于分離微量雜質(zhì)。以下關(guān)于吸附劑的再生方法，哪種方式通常能耗較低？（）A.加熱再生B.降壓再生C.置換再生D.吹掃再生17、化工中的結(jié)晶過(guò)程受到多種因素的影響。對(duì)于一個(gè)結(jié)晶體系，以下哪個(gè)因素對(duì)晶體的形態(tài)和粒度分布影響最為顯著？（）A.過(guò)飽和度B.冷卻速率C.攪拌強(qiáng)度D.晶種的加入量18、化工過(guò)程中的膜分離技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于反滲透膜分離過(guò)程，若要提高水的透過(guò)率，以下哪種方法可行？（）A.增加膜兩側(cè)的壓力差B.降低膜兩側(cè)的壓力差C.提高進(jìn)料溶液的濃度D.降低進(jìn)料溶液的溫度19、在化工過(guò)程的物料衡算中，需要準(zhǔn)確確定各種物料的流量和組成。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的化工流程，以下哪種方法能夠更有效地減少物料衡算的誤差？（）A.分步驟衡算B.采用經(jīng)驗(yàn)公式C.忽略次要物料D.增加測(cè)量次數(shù)20、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)混合物進(jìn)行干燥處理。對(duì)于一個(gè)恒速干燥階段，以下關(guān)于干燥速率的主要影響因素，正確的是：（）A.物料的含水量B.干燥介質(zhì)的溫度C.干燥介質(zhì)的流速D.物料的性質(zhì)21、對(duì)于化工中的傳熱設(shè)備，以下關(guān)于換熱器的強(qiáng)化傳熱方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.換熱器的強(qiáng)化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數(shù)可以通過(guò)增加流體的流速、改變流動(dòng)狀態(tài)等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強(qiáng)化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會(huì)增加阻力損失，因此不應(yīng)采用這種方法來(lái)強(qiáng)化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強(qiáng)化傳熱22、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，需要考慮材料的選擇以適應(yīng)不同的工況。對(duì)于高溫高壓的化工設(shè)備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷23、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過(guò)程，以下關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能和熵的變化，哪項(xiàng)說(shuō)法是正確的？（）A.內(nèi)能不變，熵增加B.內(nèi)能增加，熵不變C.內(nèi)能減少，熵不變D.內(nèi)能不變，熵不變24、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)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(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會(huì)如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無(wú)法確定25、在化工分離過(guò)程中，以下哪種方法常用于分離分子量差異較大的混合物？（）A.電泳B.超濾C.滲析D.電滲析二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析在化學(xué)工程領(lǐng)域，如何應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）來(lái)模擬化工設(shè)備內(nèi)的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)過(guò)程，為設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2、（本題5分）化工熱力學(xué)中的超額函數(shù)在描述溶液的非理想性方面具有重要作用，請(qǐng)解釋超額Gibbs自由能、超額焓和超額熵的概念，并說(shuō)明它們之間的關(guān)系。3、（本題5分）化工熱力學(xué)中的相平衡知識(shí)對(duì)于分離和提純過(guò)程具有重要指導(dǎo)意義。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述氣液平衡和液液平衡的概念，并舉例說(shuō)明其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的噴霧干燥過(guò)程模擬中，如何建立數(shù)學(xué)模型描述噴霧干燥室內(nèi)的傳熱傳質(zhì)和顆粒運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化噴霧干燥工藝。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一家化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃安排時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)不均衡的情況。請(qǐng)分析生產(chǎn)任務(wù)不均衡的原因，并提出優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃的措施。2、（本題5分）一家以生產(chǎn)橡膠助劑為主的企業(yè)，在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中需要考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求。分析如何實(shí)現(xiàn)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。3、（本題5分）一家食品加工企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣進(jìn)行處理。請(qǐng)分析可行的廢氣處理技術(shù)。4、（本題5分）某化工企業(yè)計(jì)劃進(jìn)行技術(shù)改造，以提高生產(chǎn)效率、降低能耗和減少污染。請(qǐng)分析可行的技術(shù)改造方向及可能面臨的挑戰(zhàn)。5、（本題5分）在醫(yī)藥中間體生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要提高產(chǎn)品的干燥效率。請(qǐng)分析可以采取哪些化學(xué)工程手段。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h?1。進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，進(jìn)料流量為5L/h。假設(shè)反應(yīng)器體積為20L，計(jì)算反應(yīng)器出口處A和B的濃度各是多少。2、（本題10分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2h^-1。進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，進(jìn)料流速為