北京理工大学《化工基础技术实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《化工基础技术实验》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下关于催化剂外扩散阻力的消除方法，不正确的是：（）A.提高搅拌速度B.减小催化剂颗粒尺寸C.增加反应物浓度D.升高反应温度2、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间3、在化工分离过程中，反渗透膜分离技术在水处理中应用广泛。以下关于反渗透的驱动力，哪种说法是正确的？（）A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差4、在化工过程的优化中，目标函数的选择非常重要。对于一个以最小化生产成本为目标的化工过程，以下关于目标函数的构成，不正确的是：（）A.原材料成本B.设备折旧成本C.产品销售收入D.人工成本5、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法6、在化工流体流动中，阻力损失是不可避免的。关于直管阻力损失和局部阻力损失的计算方法，不正确的是（）A.直管阻力损失可用范宁公式计算B.局部阻力损失系数只与管件形状有关C.两者都与流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力损失7、化工过程中的结晶操作常用于提纯物质。在一个冷却结晶过程中，若冷却速度过快，可能会导致什么问题？（）A.晶体粒度均匀B.晶体纯度提高C.形成大量细小晶体D.提高结晶收率8、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力9、关于化工生产中的搅拌装置，以下哪种搅拌器适用于高粘度液体的搅拌？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.推进式搅拌器10、在化工流程模拟中，建立准确的数学模型是关键。对于一个复杂的化工流程，以下关于模型简化的原则，不正确的是：（）A.忽略对结果影响较小的因素B.尽量保留所有的细节C.保证模型的准确性和可靠性D.根据实际情况进行合理的假设11、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度12、在化工传递过程中，关于对流传热系数的影响因素，以下哪种表述是恰当的？（）A.对流传热系数只与流体的物理性质和流动状态有关，与换热器的结构无关B.对流传热系数与流体的流速、温度、黏度、热导率以及换热器的结构等多种因素都有关系C.对流传热系数主要取决于流体的温度，其他因素的影响可以忽略不计D.对流传热系数是一个固定值，不受任何外界条件的影响13、在化工过程控制中，反馈控制是常用的控制策略之一。当被控变量受到一个阶跃干扰时，以下关于反馈控制系统的响应，正确的是：（）A.被控变量立即回到设定值B.被控变量逐渐回到设定值C.被控变量会超过设定值D.被控变量不会受到干扰的影响14、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（）A.确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证B.收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证C.收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证D.确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证15、在化工生产中，经常需要对物料进行加热。对于一种需要精确控制加热温度的物料，以下哪种加热方式的温度控制精度最高？（）A.电加热B.蒸汽加热C.热油加热D.红外线加热16、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于一种热敏性物料，以下哪种干燥方法能够最大程度地保持物料的性质不发生改变？（）A.热风干燥B.冷冻干燥C.真空干燥D.喷雾干燥17、化工过程中的结晶操作常用于分离和提纯物质。对于一种溶解度随温度变化较大的物质，以下哪种结晶方法能够获得更高纯度的产品？（）A.冷却结晶B.蒸发结晶C.真空结晶D.溶析结晶18、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降19、在化工过程的控制系统中，前馈控制与反馈控制相结合可以提高控制效果。以下关于前馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.基于扰动进行控制B.能够完全消除扰动的影响C.对测量精度要求高D.通常与反馈控制配合使用20、在化工过滤操作中，过滤速率与过滤压差之间存在一定的关系。当过滤压差增大时，以下哪种情况不太可能发生？（）A.过滤速率加快B.滤饼厚度增加C.滤液的澄清度提高D.过滤介质的阻力增大21、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间22、化学反应工程中，对于一个平行反应，若主反应的活化能大于副反应的活化能，升高温度对主反应的选择性会产生怎样的影响？（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低23、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（）A.依靠压力差作为推动力B.利用膜的选择性透过性C.溶质会透过膜进入渗透液D.适用于分离小分子物质24、在化工设备的设计中，压力容器的强度计算是关键环节。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，若其直径增大一倍，而壁厚不变，容器所能承受的最大压力会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.变为原来的1/2D.变为原来的1/425、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器26、在化工过程的优化中，目标函数的建立是关键步骤之一。以下关于目标函数的选择和构建，不正确的是（）A.可以是经济效益最大化B.可以是能耗最小化C.目标函数的构建不考虑约束条件D.要综合考虑多方面因素27、化工热力学中，对于混合热不为零的混合物，其超额性质通常如何定义？（）A.实际混合物性质与理想混合物性质之差B.实际混合物性质与纯组分性质之和C.实际混合物性质与纯组分性质之差D.实际混合物性质与理想溶液性质之差28、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶29、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定30、在化工生产中的蒸发操作，以下关于蒸发器类型的选择，哪种因素的影响最为关键？（）A.溶液的性质B.处理量C.加热蒸汽的压力D.厂房的空间大小二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个逆流操作的列管式换热器，热流体进口温度为300°C，出口温度为200°C，冷流体进口温度为50°C，出口温度为150°C。热流体的比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为4kJ/(kg·K)，总传热系数为200W/(m²·K)，求换热器的换热面积。2、（本题5分）在一个换热器中，用温度为100°C的饱和水蒸气将流量为2000kg/h的某种液体从20°C加热到80°C。已知液体的比热容为2.5kJ/(kg·K)，水蒸气的冷凝潜热为2257kJ/kg，求所需的水蒸气质量流量。3、（本题5分）有一理想气体混合物，由50%（摩尔分数）的氮气和50%的氧气组成。总压力为200kPa，温度为300K。已知氮气和氧气的摩尔定压热容分别为29.1J/(mol·K)和29.4J/(mol·K)。计算该混合物的摩尔定压热容。4、（本题5分）某精馏塔分离二元混合物，进料量为120kmol/h，进料组成xF=0.48（摩尔分数），塔顶馏出液量为60kmol/h，塔顶产品组成xD=0.96，塔釜产品组成xW=0.04。求回流比和精馏段操作线方程。5、（本题5分）在一个流化床干燥器中，湿物料的初始含水量为0.3（质量分数），干燥后含水量降至0.05，绝干物料质量为100kg，干燥速率曲线方程为U=0.5(X-X*)（kg/(m^2·h)），其中X为物料含水量，X为平衡含水量（假设为0），干燥面积为20m^2，计算干燥时间。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在化工企业的质量管理中，如何建立质量控制体系，进行原材料和产品的质量检测和分析，确保产品符合相关标准和客户需求。2、（本题5分）结合精细化工行业的特点，深入探讨精细化学品的合成工艺、产品性能以及市场需求和发展趋势，如香料、涂料、胶粘剂等领域。3、（本题5分）结合现代制药工业的需求，深入探讨化学工程在药物合成与制剂中的应用，包括反应工艺优化、分离纯化技术、药物传递系统等方面。4、（本题5分）在化工热力学中，吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能是重要的热力学函数。请解释吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能的物理意义，并说明它们在判断化学反应和相变的自发性和