华东理工大学《化工原理（下）》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页华东理工大学《化工原理（下）》

2023-2024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2、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3、在化工中的多组分精馏过程，关于关键组分的定义和选择，以下哪种表述是正确的？（）A.关键组分是指在混合物分离过程中对分离要求起关键作用的组分。通常选择在塔顶和塔底产品中浓度有严格限制的组分作为关键组分B.关键组分的选择是随意的，对精馏塔的设计和操作没有影响C.多组分精馏中只有一个关键组分，不存在多个关键组分的情况D.关键组分的浓度越高，越容易分离，对精馏过程越有利4、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5、化工中的液液萃取过程，萃取相和萃余相的组成可以通过相平衡关系确定。以下关于相平衡关系的表示方法和应用，不正确的是（）A.可以用三角形相图表示B.可以计算萃取剂的最小用量C.相平衡关系不受温度影响D.用于萃取过程的设计和计算6、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7、在化学反应器的设计中，需要考虑热稳定性问题。以下关于热稳定性的分析方法和影响因素，不正确的是（）A.可以通过绝热操作线分析B.与反应的放热量和传热速率有关C.反应物浓度对热稳定性没有影响D.可以采取措施提高热稳定性8、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。以下哪项不是经济因素的主要考虑内容？（）A.设备投资成本B.原材料价格C.反应动力学参数D.产品市场价格9、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10、化学反应工程中，对于一个串联反应，若中间产物是目标产物，以下哪种操作条件有利于提高中间产物的选择性？（）A.提高反应温度B.降低反应温度C.增加反应物浓度D.减少反应物浓度11、在化学反应动力学的研究中，对于一个二级反应，其反应速率与反应物浓度的平方成正比。若初始反应物浓度增加一倍，反应速率会变为原来的几倍？（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍12、在化工过程的控制系统中，需要选择合适的控制变量和被控变量。对于一个具有多个输入和输出的复杂化工过程，以下哪个方法能够更有效地确定控制变量和被控变量？（）A.经验判断B.灵敏度分析C.统计分析D.模拟计算13、化学反应工程是化学工程的重要分支。在一个间歇式搅拌反应器中进行不可逆的一级反应，若要提高产物的收率，以下哪种操作方式最为有效？（）A.增加反应物浓度B.升高反应温度C.延长反应时间D.加快搅拌速度14、在化工分离过程中，结晶是一种常用的分离方法。对于一个溶液结晶过程，以下关于影响晶体生长速度的因素，不正确的是：（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.晶体的粒度D.溶液的温度15、在化工流体流动的研究中，对于粘性流体在圆形管道中的流动，当雷诺数小于2000时，流体的流动状态通常为层流。若管道直径增加一倍，而流量保持不变，此时雷诺数会如何变化？（）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1/416、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17、在化工过程的安全管理中，风险评估是重要的环节。以下关于风险评估的方法，哪一种通常不用于化工过程？（）A.故障树分析B.层次分析法C.民意调查D.事件树分析18、在化工反应的热效应计算中，需要考虑反应的焓变。对于一个吸热反应，升高温度会对反应的平衡常数产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大B.平衡常数减小C.平衡常数不变D.平衡常数先增大后减小19、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。以下关于膜分离过程的特点，哪种描述是不正确的？（）A.分离效率高B.操作条件温和C.适用范围广D.膜的成本低且易于维护20、在化工分离过程中，吸附分离常用于分离微量杂质。以下关于吸附剂的再生方法，哪种方式通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生21、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22、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23、化工中的吸附分离过程常用于气体和液体的净化。对于一种具有较大吸附容量的吸附剂，以下哪个因素对吸附剂的再生效率影响最大？（）A.再生温度B.再生压力C.再生气体的流速D.再生时间24、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配。对于一个特定的萃取体系，若萃取剂的用量增加，萃取相和萃余相的组成会如何变化？（）A.萃取相中溶质浓度增加，萃余相中溶质浓度减少B.萃取相中溶质浓度减少，萃余相中溶质浓度增加C.萃取相和萃余相中溶质浓度均增加D.萃取相和萃余相中溶质浓度均减少25、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述在化工新材料的表面改性和功能化中，如何通过物理或化学方法赋予材料特定的表面性能，以满足不同的应用需求。2、（本题5分）化工过程中的流化床燃烧技术在能源利用和污染物控制方面具有重要应用，请说明流化床燃烧的工作原理和特点，包括燃料适应性、燃烧效率和污染物排放控制，并分析其与传统燃烧方式的比较优势。3、（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。4、（本题5分）请详细阐述化工过程中的膜生物反应器技术，包括膜组件的选择、生物反应过程以及在废水处理中的应用效果和发展前景。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环保设施升级改造时，遇到了资金和技术方面的困难。请分析这些困难产生的原因，并提出解决资金和技术问题的方案。2、（本题5分）某化学工程研究所在进行一项新型材料的制备研究时，材料的性能受到制备工艺参数波动的影响。请分析工艺参数波动对材料性能的影响规律，并提出稳定工艺参数的控制策略。3、（本题5分）在化肥生产企业中，某工厂需要改进施肥技术以减少土壤污染。请分析具体的改进措施。4、（本题5分）一个化工项目在运营过程中，需要进行设备更新和改造，以提高生产效率和降低成本。请分析设备更新和改造的时机和方法。5、（本题5分）一家制药企业的一种药物在生产过程中需要进行粉碎操作。请分析粉碎过程中的关键因素和控制方法。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应式为3A+2B→C。已知气体流速为2m³/s，催化剂颗粒密度为1500kg/m³，床层膨胀比为2。计算床层的空隙率和催化剂的藏量。2、（本题10分）在一个间歇釜式反应器中进行如下平行反应：A→B（r1=k1*C_A），A→C（r2=k2*C_A），其中k1=0.5