湖北師范大學(xué)文理學(xué)院《過程技術(shù)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《過程技術(shù)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在化工燃燒過程中，為了實現(xiàn)完全燃燒，需要控制合適的空氣量。當(dāng)空氣量不足時，會產(chǎn)生哪些不良后果？（）A.燃燒溫度升高B.燃料利用率提高C.產(chǎn)生有害氣體D.燃燒速度加快2、在化工管道設(shè)計中，需要考慮管道的應(yīng)力和振動問題。對于一個高溫高壓的化工管道系統(tǒng)，以下哪種管道支撐方式能夠有效地減少管道的應(yīng)力和振動？（）A.固定支架B.滑動支架C.導(dǎo)向支架D.彈簧支架3、在化工過程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要措施之一。以下關(guān)于余熱回收的方式和技術(shù)，不準(zhǔn)確的是（）A.可以用于發(fā)電B.可以預(yù)熱物料C.回收效率一定能達(dá)到100%D.要考慮余熱的品質(zhì)4、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量5、化學(xué)反應(yīng)工程中的催化反應(yīng)，催化劑起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應(yīng)速率B.催化劑的活性會永久保持C.中毒和燒結(jié)會導(dǎo)致失活D.可以改變反應(yīng)的選擇性6、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，以下哪種類型的反應(yīng)器適用于反應(yīng)速率慢且需要長時間反應(yīng)的情況？（）A.間歇式反應(yīng)器B.連續(xù)式反應(yīng)器C.半連續(xù)式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器7、在化工中的過濾操作，關(guān)于過濾介質(zhì)的選擇和過濾機(jī)的類型，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.過濾介質(zhì)應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和適當(dāng)?shù)目紫洞笮　３Ｒ姷倪^濾介質(zhì)有織物介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)和堆積介質(zhì)等。過濾機(jī)有板框壓濾機(jī)、葉濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)等，不同類型的過濾機(jī)適用于不同的過濾任務(wù)B.過濾介質(zhì)的孔隙越小越好，能夠提高過濾精度C.所有的過濾機(jī)都采用相同的過濾原理和操作方式，只是結(jié)構(gòu)不同D.過濾機(jī)的處理能力只取決于過濾面積，與過濾介質(zhì)和操作條件無關(guān)8、化工中的結(jié)晶器設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過程，以下哪個結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點最為關(guān)鍵？（）A.具有強(qiáng)烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置9、化工生產(chǎn)中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于干燥過程中的熱質(zhì)傳遞，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時進(jìn)行B.干燥速率取決于內(nèi)部擴(kuò)散和表面汽化C.濕空氣的性質(zhì)對干燥效果影響不大D.干燥介質(zhì)的選擇很重要10、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，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.不需要大量的實驗數(shù)據(jù)D.適用于各種類型的化工過程11、在化工分離過程中，結(jié)晶是一種常用的分離方法。對于一個溶液結(jié)晶過程，以下關(guān)于影響晶體生長速度的因素，不正確的是：（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.晶體的粒度D.溶液的溫度12、化工中的干燥器有多種類型，如廂式干燥器、流化床干燥器等。以下關(guān)于不同類型干燥器的優(yōu)缺點，不準(zhǔn)確的是（）A.廂式干燥器操作簡單B.流化床干燥器干燥效率高C.干燥器的選擇只考慮干燥速率D.要綜合考慮多種因素13、在化工過程的模擬計算中，需要選擇合適的熱力學(xué)模型。對于一個包含極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)的混合物體系，以下哪種熱力學(xué)模型的適用性更好？（）A.理想氣體模型B.活度系數(shù)模型C.狀態(tài)方程模型D.以上都不是14、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個可逆放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高會導(dǎo)致平衡常數(shù)如何變化？同時，對反應(yīng)速率又會產(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15、在化工過程的節(jié)能措施中，熱集成技術(shù)能夠有效地提高能源利用效率。以下關(guān)于熱集成技術(shù)的原理，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.合理匹配熱物流和冷物流B.減少公用工程的消耗C.提高換熱器的傳熱溫差D.實現(xiàn)熱量的回收和再利用16、化學(xué)反應(yīng)的選擇性對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和原料利用率非常重要。以下關(guān)于提高化學(xué)反應(yīng)選擇性的方法，不正確的是（）A.選擇合適的催化劑B.控制反應(yīng)條件C.隨意改變反應(yīng)物比例D.優(yōu)化反應(yīng)路徑17、在化工過程模擬中，常用的軟件可以幫助優(yōu)化工藝參數(shù)。以下關(guān)于化工過程模擬軟件的功能和應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是（）A.可以預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量B.不能進(jìn)行成本估算C.能夠優(yōu)化操作條件D.輔助設(shè)計工藝流程18、在化學(xué)工程中，對于多相反應(yīng)體系的研究至關(guān)重要。當(dāng)進(jìn)行氣液固三相反應(yīng)時，以下哪個因素對反應(yīng)速率的影響最為復(fù)雜且難以準(zhǔn)確預(yù)測？（）A.氣體的擴(kuò)散速率B.液體的攪拌速度C.固體催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)D.三相之間的接觸面積19、在化工設(shè)備的設(shè)計中，關(guān)于壓力容器的設(shè)計準(zhǔn)則，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.壓力容器的設(shè)計應(yīng)遵循強(qiáng)度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準(zhǔn)則，確保容器在規(guī)定的使用條件下安全可靠B.壓力容器的設(shè)計只需要考慮強(qiáng)度失效準(zhǔn)則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設(shè)計可以采用低于標(biāo)準(zhǔn)的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設(shè)計壓力可以超過其標(biāo)注的最高工作壓力，只要定期檢驗即可20、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究溫度對反應(yīng)速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當(dāng)活化能增大時，以下關(guān)于溫度對反應(yīng)速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度21、在化工精餾過程中，進(jìn)料熱狀態(tài)會影響精餾塔的操作。以下哪種進(jìn)料熱狀態(tài)會使精餾段的塔板數(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22、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關(guān)于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關(guān)C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失23、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，蒸發(fā)器的類型有多種。以下關(guān)于各種蒸發(fā)器的特點和適用場合，不正確的是（）A.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單B.升膜蒸發(fā)器適用于高粘度溶液C.降膜蒸發(fā)器傳熱效率高D.蒸發(fā)器的選擇要根據(jù)物料性質(zhì)24、在化工流體流動的研究中，對于粘性流體在圓形管道中的流動，當(dāng)雷諾數(shù)小于2000時，流體的流動狀態(tài)通常為層流。若管道直徑增加一倍，而流量保持不變，此時雷諾數(shù)會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/425、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26、在化工熱力學(xué)中，對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，以下關(guān)于其溫度和壓力變化的描述，正確的是：（）A.溫度升高，壓力降低B.溫度降低，壓力升高C.溫度和壓力均不變D.溫度降低，壓力降低27、在化工中的吸附分離過程，關(guān)于吸附劑的選擇和再生方法，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.吸附劑應(yīng)具有較大的比表面積、良好的選擇性和吸附容量，常見的吸附劑有活性炭、分子篩等。吸附劑的再生方法包括加熱再生、降壓再生和置換再生等B.吸附劑的選擇只考慮其吸附容量，其他性能不重要C.吸附劑的再生過程復(fù)雜，成本高，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免吸附劑的再生D.所有的吸附劑都可以采用同一種再生方法，且再生效果相同28、化工過程中的結(jié)晶操作常用于分離和提純物質(zhì)。對于一種溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，以下哪種結(jié)晶方法能夠獲得更高純度的產(chǎn)品？（）A.冷卻結(jié)晶B.蒸發(fā)結(jié)晶C.真空結(jié)晶D.溶析結(jié)晶29、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對于流化床反應(yīng)器的特點和應(yīng)用，以下說法不正確的是（）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.對催化劑要求不高30、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。對于一個特定的萃取體系，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)濃度均減少二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠進(jìn)行裂解反應(yīng)，原料為戊烷，反應(yīng)溫度為850℃，壓力為0.8MPa，反應(yīng)產(chǎn)物包括乙烯、丙烯、丁烯等。已知反應(yīng)的動力學(xué)方程和熱力學(xué)參數(shù)，計算戊烷的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性。2、（本題5分）在一個絕熱管式反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2A→B，反應(yīng)熱為-50kJ/mol，進(jìn)料溫度為300K，進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，流速為5L/min，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.1min^-1。假設(shè)比熱容Cp=100J/(mol·K)，計算出口溫度和A的轉(zhuǎn)化率。3、（本題5分）一個列管式換熱器，用20℃的冷水將80℃的熱流體冷卻到50℃，熱流體的流量為2000kg/h，比熱容為2.2kJ/(kg·℃)，冷水的流量為3000kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·℃)。假設(shè)總傳熱系數(shù)為1000W/(m2·℃)，換熱面積為15m2。計算冷流體的出口溫度。4、（本題5分）某氣體混合物中含有組分A、B、C，其分壓分別為50kPa、30kPa、20kPa，溫度為300K，體積為1m3。已知A、B、C的摩爾質(zhì)量分別為20g/mol、30g/mol、40g/mol，求混合物的質(zhì)量和平均摩爾質(zhì)量。5、（本題5分）一種氣體混合物由氫氣、氮氣和一氧化碳組成，其摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.4、0.4和0.2，在298K和1.2MPa下，求混合物的平均分子量和密度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在化工過程的故障診斷與容錯控制中，如何利用傳感器數(shù)據(jù)和模型預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)的控制措施，保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。2、（本題5分）論述在化工設(shè)備的強(qiáng)度計算中，如何考慮各種載荷的組合和進(jìn)行應(yīng)力分析。3、（本題5分）分析在化工過程的管式反應(yīng)器中的軸向分散模型中，如何利用軸向分散模型描述管式反應(yīng)器內(nèi)的返混現(xiàn)象，優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計。4、（本題5分）在化學(xué)工