华东理工大学《工业催化与应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《工业催化与应用》2021-2022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2、在化工生产中，常常需要对物料进行干燥处理。对于一种湿物料，若采用热风干燥，风的温度越高，物料的干燥速率一定越快吗？（）A.一定B.不一定C.取决于物料的性质D.取决于干燥设备的类型3、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4、在化工传质过程中，分子扩散和涡流扩散都对物质的传递起着重要作用。以下关于这两种扩散方式的比较，哪项是不正确的？（）A.分子扩散的速率通常小于涡流扩散B.分子扩散与浓度梯度成正比，涡流扩散与浓度梯度无关C.分子扩散发生在静止或层流流体中，涡流扩散发生在湍流流体中D.分子扩散系数与流体的温度无关，涡流扩散系数与温度有关5、在化学反应工程中，对于一个气固相催化反应，以下关于催化剂颗粒内扩散阻力的影响因素，不正确的是：（）A.催化剂的孔径B.反应气体的浓度C.反应温度D.催化剂的形状6、化工过程中的蒸发操作，若要降低溶液的沸点升高，以下哪种方法可行？（）A.提高操作压力B.降低操作压力C.增加溶质浓度D.减小进料量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、在化工吸收过程中，如果吸收剂的用量无限增大，吸收率会如何变化？（）A.吸收率无限增大B.吸收率趋近于1C.吸收率保持不变D.吸收率逐渐减小9、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10、在化工反应工程中，研究反应的热效应对于设计反应器和控制反应过程非常重要。对于一个强放热反应，以下哪种措施能够有效地控制反应温度？（）A.采用夹套冷却B.通入惰性气体C.分段进料D.以上都是11、在化工生产中的液液萃取过程中，以下哪种因素对萃取效果的影响相对较小？（）A.两相的接触时间B.萃取剂的用量C.萃取温度D.萃取设备的类型12、在化工生产中，催化剂的选择和使用对反应过程有着重要影响。对于一个可逆反应，以下哪种类型的催化剂能够同时提高正反应和逆反应的速率？（）A.正催化剂B.负催化剂C.选择性催化剂D.以上催化剂类型都可以13、在化工生产中，经常涉及到气体的压缩过程。对于一个绝热压缩过程，若压缩比相同，以下关于压缩终温的说法，正确的是：（）A.压缩气体的比热容越大，终温越高B.压缩气体的比热容越大，终温越低C.气体比热容对终温没有影响D.无法确定比热容与终温的关系14、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热过程，以下关于系统内能和熵的变化，哪项说法是正确的？（）A.内能不变，熵增加B.内能增加，熵不变C.内能减少，熵不变D.内能不变，熵不变15、在化工中的气固相催化反应过程，关于催化剂的中毒和失活，以下哪种说法是正确的？（）A.催化剂的中毒是指少量杂质使催化剂的活性和选择性显著下降，且这种中毒通常是不可逆的。催化剂的失活则包括中毒、烧结、积炭等多种原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化剂的中毒和失活都是由于反应物浓度过高导致的，降低反应物浓度可以避免C.催化剂一旦中毒或失活，就无法恢复其活性，必须更换新的催化剂D.催化剂的中毒和失活对反应速率和选择性没有影响，不需要关注16、在化工传递过程中，热传导是常见的传热方式之一。关于热传导的基本定律——傅里叶定律，以下说法错误的是（）A.热流密度与温度梯度成正比B.热导率是物质的固有属性C.热导率不受温度影响D.适用于稳态和非稳态传热17、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18、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19、在化工设备的设计中，对于承受内压的薄壁容器，以下哪个参数是确定容器壁厚的关键因素？（）A.工作压力B.容器直径C.材料的许用应力D.以上因素都很关键20、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21、在化工反应工程中，对于一个自催化反应，其反应速率与反应物浓度的关系具有特殊的特点。以下关于自催化反应的描述，哪项是不正确的？（）A.反应初期速率较慢B.存在一个最佳反应物浓度使反应速率最大C.反应后期速率减慢D.反应速率始终随反应物浓度的增加而增加22、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重23、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送24、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（）A.流化床干燥器B.厢式干燥器C.喷雾干燥器D.回转圆筒干燥器25、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.操作复杂二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在化工分离过程中，磁分离技术在废水处理和矿物加工等领域有一定的应用前景，请阐述磁分离的原理和过程，包括磁性颗粒的制备和磁场的作用，并分析其适用的物料体系和限制条件。2、（本题5分）结合化工过程的节能需求，深入探讨热泵技术在化工中的应用原理、系统组成以及在精馏、干燥等单元操作中的节能效果。3、（本题5分）论述在化工反应工程中，如何考虑传质和传热对反应过程的耦合影响。4、（本题5分）化工原理中涉及到的吸收操作常用于气体混合物的分离，请阐述吸收过程的基本原理，包括吸收剂的选择原则和吸收塔的设计要点。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工企业的废水处理系统需要提高处理效率。请分析可以采取哪些措施。2、（本题5分）一家食品加工企业需要对生产过程中的油脂进行回收利用。请分析可行的方法。3、（本题5分）在农药生产企业中，某工厂需要减少农药残留。请分析可以采取哪些化学工程手段。4、（本题5分）某化工企业的生产车间存在职业危害因素监测不到位的问题，可能影响员工健康。分析职业危害因素监测不到位的原因及应采取的改进措施。5、（本题5分）某化工企业的废水处理系统出现故障，导致废水无法达标排放。请分析故障原因并提出修复方案。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个间歇反应釜中进行自催化反应A+B→2B，反应速率方程为-r=kC₁C₂，其中k为反应速率常数，C₁为A的浓度，C₂为B的浓度。初始时A和B的浓度分别为1mol/L和0.5mol/L，反应速率常数为0.8L/(mol·h)，反应时间为4h，计算反应结束时A和B的浓度。2、（本题10分）一个管式换热器，管内走冷流体，管外走热流体。冷流体进口温度为30°C，出口温度为70°C，热流体进口温度为180°C，出口温度为120°C。已知冷流体的质量流量为4000kg/h，比热容为2.1kJ/(kg·K)，热流体的质量流量为