北京理工大学《化工原理》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《化工原理》2022-2023学年第一学期期末试卷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，对于一个可逆放热反应，采用绝热操作和采用换热操作相比，以下关于反应转化率的说法，正确的是：（）A.绝热操作的转化率更高B.换热操作的转化率更高C.转化率相同D.取决于具体的反应条件2、在化工过程控制中，关于自动控制系统的组成部分，以下哪种说法是正确的？（）A.自动控制系统由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成，各部分相互独立，没有关联B.自动控制系统中，控制器根据测量变送装置反馈的信号与设定值的偏差进行运算，输出控制信号给执行器C.自动控制系统的测量变送装置只负责测量被控变量，不进行信号转换和传输D.自动控制系统的执行器只能是电动调节阀，其他类型的执行机构不能使用3、在化工过程的模拟计算中，需要选择合适的热力学模型。对于一个包含极性物质和非极性物质的混合物体系，以下哪种热力学模型的适用性更好？（）A.理想气体模型B.活度系数模型C.状态方程模型D.以上都不是4、在化工分离过程中，精馏是常用的方法之一。当处理具有较大相对挥发度的混合物时，以下关于精馏塔所需理论塔板数的说法，正确的是：（）A.相对挥发度越大，理论塔板数越多B.相对挥发度越大，理论塔板数越少C.理论塔板数与相对挥发度无关D.相对挥发度对理论塔板数的影响不确定5、在化工生产中的结晶器设计中，以下哪个因素对晶体的粒度分布影响最大？（）A.溶液的过饱和度控制B.结晶器的搅拌强度C.结晶器的材质D.结晶器的形状6、在化工热力学的计算中，以下哪个热力学性质不是通过状态方程直接计算得到的？（）A.压力B.体积C.熵D.焓7、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单8、在化工精馏塔的设计中，若要提高塔的分离效率，可以采取多种措施。以下哪种措施对提高分离效率的作用相对较小？（）A.增加塔板数B.增大塔径C.优化塔板结构D.选择合适的回流比9、在化工热力学中，对于气体的绝热可逆膨胀过程，以下哪个参数一定不变？（）A.温度B.熵C.焓D.内能10、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11、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节12、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个投资较大但运行成本较低的工艺方案，以下关于其经济性的评价，正确的是：（）A.一定是经济可行的B.一定是不经济的C.需要通过详细的经济分析来确定D.仅根据投资和运行成本无法判断13、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度14、在化工传热过程中，增加传热面积可以提高传热效率。以下哪种方式增加传热面积的效果最显著？（）A.增加管道长度B.增加管道直径C.使用翅片管D.增加换热器的数量15、在化工分离过程中，精馏操作是常用的方法之一。当混合物中各组分的相对挥发度接近时，以下哪种措施可以提高分离效果？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.降低操作压力D.改变进料位置16、在化工流体输送系统中，离心泵是常用的设备之一。当输送高黏度液体时，离心泵的性能会发生以下哪种变化？（）A.扬程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不变17、在化工中的结晶过程，关于影响结晶产品粒度分布的因素，以下哪种说法是正确的？（）A.结晶产品的粒度分布主要受溶液的过饱和度、搅拌强度、冷却速率和晶种的加入等因素的影响B.结晶过程中，溶液的过饱和度越低，结晶产品的粒度越大C.搅拌强度对结晶产品的粒度分布没有影响，只影响结晶的速率D.晶种的加入会使结晶产品的粒度变小，不利于得到大颗粒的结晶产品18、在化工吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。对于一个气体吸收操作，以下哪种吸收剂的性质不是主要的考量因素？（）A.吸收剂的化学稳定性B.吸收剂的再生难度C.吸收剂的密度D.吸收剂对溶质的选择性19、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（）A.吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点B.吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果C.吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率D.吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，不需要考虑20、在化工流体力学中，对于流体在管道中的流动阻力，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。当雷诺数在2000到4000之间时，流体的流动状态是什么？（）A.层流B.湍流C.过渡流D.不确定21、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22、在化学反应工程中，对于一个均相催化反应，催化剂的浓度增加，反应速率会如何变化？（）A.线性增加B.先增加后趋于平稳C.指数增加D.不变23、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性24、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本25、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26、在化工结晶设备的选择中，需要考虑多种因素。以下哪项因素对于结晶产品的粒度分布影响相对较小？（）A.搅拌速度B.冷却速率C.设备的材质D.晶种的加入量27、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体28、在化工过程的系统分析中，能量衡算至关重要。以下关于能量衡算的基本原理和方法，不正确的是（）A.遵循能量守恒定律B.考虑各种形式的能量转化C.可以忽略能量损失D.准确确定能量输入和输出项29、在化工设计中，管道布置是重要的环节之一。以下关于化工管道布置的原则和要求，不正确的是（）A.要考虑物料特性B.尽量减少弯头和阀门C.管道走向可以随意设置D.要便于安装和维修30、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.优化进料热状态D.余热回收利用二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某理想气体经历绝热可逆压缩过程，初始压力为100kPa，初始温度为300K，压缩后压力为300kPa，已知气体的比热容比为1.4。计算终态温度和压缩功。2、（本题5分）一个气体压缩过程中，初始状态下气体的压力为1MPa，温度为300K，体积为1m³。经过绝热压缩后，压力升高到3MPa，绝热指数为1.4，计算压缩后的体积和温度。3、（本题5分）对一固体进行热分解反应，反应为一级反应，在500°C时反应速率常数为0.01s^(-1)，若将该固体在500°C下加热10分钟，求固体的分解率。4、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，某种气体的初始温度为20°C，压力为1atm，体积为10m³。压缩后压力升至5atm，假设气体的比热容比为1.4，求压缩后的温度和体积。5、（本题5分）某化工厂的管道中输送过热蒸汽，蒸汽压力为3MPa，温度为350°C，管道内径为0.25m，长度为60m，绝热层厚度为0.12m，绝热材料的导热系数为0.18W/(m·K)，环境温度为25°C，计算每小时的热损失。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在化工设计中，如何进行消防系统的设计以确保化工生产的消防安全。2、（本题5分）请详细阐述化工过程中的气凝胶制备技术，包括气凝胶的结构特点、制备方法以及在保温隔热、催化剂载体等方面的应用。3、（本题5分）阐述在化工过程的气体吸收与解吸中，如何根据气体组分和吸收剂的性质选择合适的吸收工艺和设备，提高吸收和解吸效率。4、（本题5分）简述在化工过程的喷雾干燥过程中的颗粒粒径分布预测中，如何结合喷雾参数和干燥