北京理工大学《化工自动化与仪表》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《化工自动化与仪表》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢2、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（）A.要考虑保温材料的导热系数B.保温层越厚越好C.要计算保温层的经济厚度D.考虑环境温度对保温效果的影响3、关于化工过程中的气液传质设备，以下哪种设备适用于处理易发泡的物料？（）A.泡罩塔B.筛板塔C.浮阀塔D.填料塔4、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低5、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6、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7、在化工过程的经济评价中，净现值（NPV）是常用的指标之一。当NPV大于零时，意味着什么？（）A.项目在经济上不可行B.项目的收益小于成本C.项目在经济上可行D.项目的收益等于成本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、对于化工生产中的节能技术，以下关于夹点技术的描述，哪一项是准确的？（）A.夹点技术是通过分析过程系统中的物流和能流，找出系统用能的“瓶颈”，从而实现节能优化B.夹点技术只能用于热交换网络的优化，对其他化工单元操作的节能没有帮助C.夹点技术的应用需要复杂的计算和专业软件，实际操作难度大，效果不明显D.夹点技术是一种过时的节能技术，已经被新的技术所取代10、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量11、化工生产中的蒸发操作常用于溶液的浓缩。对于多效蒸发系统，以下关于其节能原理和特点，描述错误的是（）A.利用二次蒸汽B.效数越多，节能效果越好C.设备投资增加D.操作复杂12、化工过程中的分离操作广泛应用于各种工业生产。对于萃取分离过程，以下关于萃取剂选择的原则，不恰当的是（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.萃取剂价格越低越好，无需考虑其他因素D.易于回收和再生13、对于化工中的液液萃取设备，以下关于萃取塔的类型和特点，哪一项是准确的？（）A.常见的萃取塔有喷洒塔、填料塔、筛板塔和转盘塔等。喷洒塔结构简单，但传质效率低；填料塔传质效率高，但阻力大；筛板塔处理能力大，但操作弹性小；转盘塔效率高，操作弹性大B.萃取塔的类型只有填料塔一种，其他类型的萃取塔很少使用C.萃取塔的传质效率与塔的高度成正比，塔越高，传质效果越好D.萃取塔的操作条件对传质效率没有影响，只需要关注塔的结构14、在化工自动化控制中，以下哪种控制方式能够实现对被控变量的无差调节？（）A.位式控制B.比例控制C.积分控制D.微分控制15、在化工生产的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，需要采取严格的防护措施。若一种气体的爆炸极限范围较宽，说明这种气体的爆炸危险性是高还是低？（）A.高B.低C.无法确定D.取决于其他因素16、在化工过程的节能措施中，热集成技术能够有效地提高能源利用效率。以下关于热集成技术的原理，哪种说法是不准确的？（）A.合理匹配热物流和冷物流B.减少公用工程的消耗C.提高换热器的传热温差D.实现热量的回收和再利用17、在化工干燥过程中，干燥速率曲线通常可以分为几个阶段。以下哪个阶段的干燥速率主要受物料内部水分扩散控制？（）A.恒速干燥阶段B.降速干燥阶段C.预热阶段D.平衡阶段18、在化学反应动力学中，对于一个零级反应，其反应速率与反应物浓度无关。若将反应容器的体积增大一倍，反应时间会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.不变D.变为原来的一半19、化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，活度系数模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性较强，以下哪种活度系数模型可能更准确？（）A.威尔逊模型B.理想溶液模型C.正规溶液模型D.非随机双液模型20、在化学反应工程中，对于一个连续流动的管式反应器中的二级反应，以下哪个因素对于反应器体积的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应速率常数C.进料流量D.反应温度21、在化工吸附过程中，吸附剂的吸附容量与哪些因素有关？以下哪项因素通常不是主要影响因素？（）A.吸附质的浓度B.吸附剂的比表面积C.吸附温度D.吸附剂的颜色22、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23、对于化工过程中的结晶器类型，以下哪种结晶器适用于大规模连续生产？（）A.搅拌釜式结晶器B.奥斯陆结晶器C.流化床结晶器D.蒸发结晶器24、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（）A.流化床的压降B.颗粒的带出速度C.气体的空塔速度D.床层的膨胀比25、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）化工原理中的吸收塔填料的性能对于吸收效果有重要影响，请说明常见的填料类型（如拉西环、鲍尔环等）的特点和选择依据，并分析填料塔的流体力学性能。2、（本题5分）化工原理中的过滤操作中的过滤介质选择对于过滤效果和效率有重要影响，请详细说明常见的过滤介质（如滤布、滤纸、滤网等）的特点和适用范围，并分析如何根据物料性质和过滤要求选择合适的过滤介质。3、（本题5分）解释在化工过程的超临界水氧化技术中的反应动力学研究中，如何确定超临界水氧化反应的速率常数和反应级数，优化工艺条件。4、（本题5分）在化工原理中，过滤操作是固液分离的常用方法。请说明过滤的基本原理和常见的过滤设备，并分析影响过滤速率的因素。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家以生产农药中间体为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和农药性能要求。分析如何开发出环保型农药中间体产品。2、（本题5分）一家化工企业在进行生产过程优化时，发现优化方案在实际实施过程中遇到了员工抵制。请分析员工抵制的原因，并提出解决员工抵制问题的措施。3、（本题5分）某化工项目在可行性研究阶段，需要对项目的技术可行性进行深入分析。请分析技术可行性分析的内容和方法。4、（本题5分）一家制药企业计划新建一条生产线，以提高某种药物的产量。请分析在设计和建设过程中需要考虑哪些化学工程方面的问题。5、（本题5分）某化工厂的一个反应过程需要控制反应的pH值。请分析如何实现精确的pH控制。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某气体混合物中含有甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8），其摩尔分数分别为0.6、0.3和0.1。总压力为8atm，温度为400K。已知甲烷、乙烷和丙烷的摩尔比热容分别为35.7J/(mol·K)、52.7J/(mol·K)和73.6J/(mol·K)，计算混合物的