华东理工大学《反应器原理与过程控制》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《反应器原理与过程控制》2022-2023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20个小题，每小题1分，共20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、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰2、在化工传热过程中，保温层的设置可以减少热量损失。以下关于保温层厚度的确定，哪种方法最为准确？（）A.根据经验选择B.通过热平衡计算C.采用经济厚度法D.以上方法效果相同3、在化工过程的能量分析中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，哪项表述是不正确的？（）A.熵增原理可用于判断过程的可行性B.绝热不可逆过程的熵增大于零C.熵增越大，过程的能量利用效率越高D.可逆过程的熵增为零4、在化工设备的选型中，需要综合考虑性能、价格和可靠性等因素。对于一个需要长期连续运行的关键设备，以下哪个因素的权重通常最高？（）A.设备的性能B.设备的价格C.设备的可靠性D.设备的维护成本5、在化工工艺流程设计中，需要考虑多种因素以确保生产的高效和稳定。对于一个涉及多个反应和分离步骤的流程，以下哪个因素对于优化流程顺序最为关键？（）A.反应的转化率B.产物的纯度要求C.各步骤的成本D.原料的供应稳定性6、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢7、在化工分离过程中，膜分离的分离效率通常与膜的孔径和膜的材质有关。对于微滤膜，其分离的主要依据是？（）A.分子大小B.电荷性质C.溶解度D.化学亲和力8、在化工热力学中，对于理想气体的状态方程，以下哪个方程在高温低压条件下能更准确地描述其行为？（）A.范德华方程B.维里方程C.理想气体状态方程D.RK方程9、化工中的干燥器有多种类型，如厢式干燥器、流化床干燥器等。以下关于不同类型干燥器的优缺点，不准确的是（）A.厢式干燥器操作简单B.流化床干燥器干燥效率高C.干燥器的选择只考虑干燥速率D.要综合考虑多种因素10、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范11、化工中的萃取塔设计需要考虑萃取剂的分散和聚并。对于一个需要高效萃取的过程，以下哪个萃取塔的内部构件能够促进萃取剂的分散？（）A.筛板B.填料C.转盘D.搅拌器12、在化工过程控制中，串级控制系统可以提高控制品质。以下关于串级控制系统的特点，不正确的是：（）A.能够克服干扰B.控制回路多C.调试简单D.适用于容量滞后较大的过程13、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（）A.热阻越大，温差越大B.热阻越大，温差越小C.热阻与温差无关D.取决于传热系数14、在化学工程中，对于多相反应体系的研究至关重要。当进行气液固三相反应时，以下哪个因素对反应速率的影响最为复杂且难以准确预测？（）A.气体的扩散速率B.液体的搅拌速度C.固体催化剂的孔隙结构D.三相之间的接触面积15、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16、在化工反应工程中，以下哪种反应器内的物料浓度随时间和空间变化？（）A.间歇釜式反应器B.连续釜式反应器C.平推流反应器D.全混流反应器17、对于化工中的化学反应速率方程，以下关于其建立方法，哪一个是准确的？（）A.建立化学反应速率方程通常需要通过实验测定不同条件下的反应速率，然后根据实验数据进行拟合和分析，确定反应级数和速率常数B.化学反应速率方程可以通过理论推导直接得到，不需要进行实验测定C.只要知道反应物和生成物的化学式，就可以写出化学反应速率方程D.化学反应速率方程一旦确定，就不会随反应条件的改变而改变18、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少19、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20、化学反应工程中，对于复杂反应体系的动力学分析，以下方法不正确的是（）A.简化假设B.实验测定C.忽略次要反应D.主观猜测二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）化工过程控制中，自动控制系统的组成和工作原理是重要的知识点。请详细阐述自动控制系统的各个组成部分，并说明它们是如何协同工作实现控制目标的。2、（本题5分）分析在化工生产的精馏塔设计中，塔板结构的选择对塔性能的影响。3、（本题5分）化工热力学中的逸度系数和活度系数的测定方法对于相平衡数据的获取至关重要，请介绍几种常见的测定方法，包括蒸气压法、露点和泡点测定法等，并分析其适用范围和测量误差。4、（本题5分）请详细阐述化工过程中的液液萃取设备，包括萃取塔、离心萃取器等的结构特点、操作性能以及在不同体系中的应用选择。5、（本题5分）分析在化学工程领域，如何应用计算流体力学（CFD）来模拟化工设备内的流动、传热和传质过程，为设备的优化设计提供依据。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家化工企业在进行新产品研发时，发现产品的成本过高，难以在市场上竞争。请分析导致成本过高的因素，并提出降低成本的可行方案。2、（本题5分）某化工企业的生产车间存在设备老化问题，可能影响生产效率和产品质量。分析设备老化的原因及应采取的更新措施。3、（本题5分）一家化工厂在进行设备更新改造时，发现新设备与原有工艺流程的匹配度不高。请分析匹配度不高的原因，并提出解决设备与工艺匹配问题的方案。4、（本题5分）某化工企业在进行工艺优化时，发现新的工艺流程在实际运行中存在诸多问题。请对这些问题进行详细分析，并提出改进工艺流程的具体方法。5、（本题5分）一家化工企业在进行安全生产管理时，员工的安全意识淡薄，违规操作时有发生。请分析导致员工安全意识淡薄的原因，并提出提高员工安全意识的措施。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工厂使用精馏塔分离二元混合物，进料组成中轻组分的摩尔分数为0.4，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数要求达到0.9，塔釜液中轻组分的摩尔分数为0.1。回流比为3，计算最小回流比和所需的理论塔板数。2、（本题10分）在一个绝热填充床反应器中进行二级不可逆反应2A→B，反应速率常数为10L/(mol·s)。进料中A的浓度为4mol/L，进料流量为2L/s，反应器体积为50