廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院《工業(yè)催化原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院《工業(yè)催化原理》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號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、在化工中的氣固相催化反應(yīng)過程，關(guān)于催化劑的中毒和失活，以下哪種說法是正確的？（）A.催化劑的中毒是指少量雜質(zhì)使催化劑的活性和選擇性顯著下降，且這種中毒通常是不可逆的。催化劑的失活則包括中毒、燒結(jié)、積炭等多種原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化劑的中毒和失活都是由于反應(yīng)物濃度過高導(dǎo)致的，降低反應(yīng)物濃度可以避免C.催化劑一旦中毒或失活，就無法恢復(fù)其活性，必須更換新的催化劑D.催化劑的中毒和失活對反應(yīng)速率和選擇性沒有影響，不需要關(guān)注2、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的管式反應(yīng)器中的二級反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對于反應(yīng)器體積的影響最大？（）A.反應(yīng)物的初始濃度B.反應(yīng)速率常數(shù)C.進(jìn)料流量D.反應(yīng)溫度3、在化學(xué)工程中，對于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關(guān)于簡單蒸餾和平衡蒸餾的特點(diǎn)描述，不正確的是（）A.簡單蒸餾是非穩(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單4、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對于光滑管內(nèi)的湍流流動(dòng)，以下哪個(gè)公式常用于計(jì)算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式5、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對于一個(gè)絕熱反應(yīng)過程，以下哪個(gè)能量項(xiàng)的變化對反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)？（）A.內(nèi)能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化6、在化工精餾過程中，進(jìn)料熱狀態(tài)會(huì)影響精餾塔的操作。以下哪種進(jìn)料熱狀態(tài)會(huì)使精餾段的塔板數(shù)增加，提餾段的塔板數(shù)減少？（）A.過熱蒸汽進(jìn)料B.飽和蒸汽進(jìn)料C.氣液混合物進(jìn)料D.冷液進(jìn)料7、在化工過程的控制中，自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成和工作原理，不正確的是（）A.包括傳感器、控制器和執(zhí)行器B.反饋控制是最常用的控制方式C.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性不重要D.可以實(shí)現(xiàn)精確的過程控制8、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9、在化工過程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的選擇非常重要。對于一個(gè)以最小化生產(chǎn)成本為目標(biāo)的化工過程，以下關(guān)于目標(biāo)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10、化工中的結(jié)晶器有多種類型。對于蒸發(fā)結(jié)晶器和冷卻結(jié)晶器的特點(diǎn)和適用范圍，以下描述不正確的是（）A.蒸發(fā)結(jié)晶器適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)B.冷卻結(jié)晶器需要控制冷卻速度C.兩者的操作原理相同D.結(jié)晶器的選型要根據(jù)具體情況11、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個(gè)均相催化反應(yīng)，催化劑的濃度增加，反應(yīng)速率會(huì)如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩(wěn)C.指數(shù)增加D.不變12、在化工中的結(jié)晶過程，關(guān)于影響結(jié)晶產(chǎn)品粒度分布的因素，以下哪種說法是正確的？（）A.結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布主要受溶液的過飽和度、攪拌強(qiáng)度、冷卻速率和晶種的加入等因素的影響B(tài).結(jié)晶過程中，溶液的過飽和度越低，結(jié)晶產(chǎn)品的粒度越大C.攪拌強(qiáng)度對結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布沒有影響，只影響結(jié)晶的速率D.晶種的加入會(huì)使結(jié)晶產(chǎn)品的粒度變小，不利于得到大顆粒的結(jié)晶產(chǎn)品13、化工生產(chǎn)中的節(jié)能減排是重要的研究課題。在一個(gè)化工流程中，以下哪種措施對于降低能源消耗和減少溫室氣體排放的效果最為顯著？（）A.優(yōu)化反應(yīng)條件B.改進(jìn)分離工藝C.采用余熱回收系統(tǒng)D.更換高效的動(dòng)力設(shè)備14、在化工工藝流程設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮各種因素以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。對于一個(gè)生產(chǎn)多種產(chǎn)品的化工廠，以下哪個(gè)因素在確定工藝流程時(shí)的權(quán)重通常最大？（）A.原材料的供應(yīng)B.產(chǎn)品的市場需求C.生產(chǎn)設(shè)備的通用性D.環(huán)保法規(guī)的要求15、在化工熱力學(xué)中，對于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程，以下關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能和熵的變化，哪項(xiàng)說法是正確的？（）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，熵不變二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述在化工過程的生物發(fā)酵過程中的代謝流分析中，如何利用代謝網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析細(xì)胞內(nèi)的代謝流分布，優(yōu)化發(fā)酵過程。2、（本題5分）化工分離過程中的萃取操作中，萃取相和萃余相的組成計(jì)算是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。請?jiān)敿?xì)介紹萃取相和萃余相組成的計(jì)算方法，如三角形相圖法、杠桿規(guī)則等，并舉例說明如何應(yīng)用這些方法進(jìn)行萃取過程的設(shè)計(jì)計(jì)算。3、（本題5分）化工分離過程中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法。請?jiān)敿?xì)介紹萃取精餾的原理和適用范圍，并討論如何選擇合適的萃取劑和操作條件。4、（本題5分）化工過程中的干燥操作常用于去除物料中的水分。請闡述常見的干燥方法及其適用范圍，并討論如何優(yōu)化干燥過程以提高效率和降低能耗。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)吸收塔用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化硫，進(jìn)氣中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為0.06，氣體流量為900m3/h，塔徑為1.8m，液泛氣速為2.2m/s，操作氣速為0.75倍液泛氣速。計(jì)算塔的高度。2、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行一級反應(yīng)A→B，催化劑顆粒直徑為5mm，床層孔隙率為0.4，氣體流速為0.5m/s，擴(kuò)散系數(shù)為1×10^-4m2/s。計(jì)算有效擴(kuò)散系數(shù)和Thiele模數(shù)。3、（本題5分）在一個(gè)換熱器中，熱流體進(jìn)口溫度為300°C，出口溫度為200°C，流量為8kg/s，比熱容為1.5kJ/(kg·K)。冷流體進(jìn)口溫度為50°C，出口溫度為150°C，流量為12kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)。計(jì)算換熱器的傳熱面積（假設(shè)總傳熱系數(shù)為1200W/(m2·K)）。4、（本題5分）某化工廠進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃料為丁烷，空氣過剩系數(shù)為1.05，丁烷的燃燒熱為2878kJ/mol，計(jì)算燃燒產(chǎn)物的溫度和熱損失。5、（本題5分）某反應(yīng)在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)為A+2B→3C，初始時(shí)刻A、B的濃度分別為2mol/L、3mol/L，反應(yīng)4小時(shí)后，A的濃度變?yōu)?mol/L。已知反應(yīng)速率方程為-rA=kCA^0.5CB，其中k=0.5L^(0.5)/(mol^(0.5)·h)，計(jì)算B和C的濃度。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行成本效益分析，以確定企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營決策。分析成本效益分析的