江苏航运职业技术学院《化工生产仿真实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工生产仿真实验》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15个小题，每小题2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、在化工物料衡算中，对于一个连续稳定的化工过程，以下关于输入和输出物料量的关系，哪项是必然成立的？（）A.输入物料的质量等于输出物料的质量B.输入物料的体积等于输出物料的体积C.输入物料的摩尔数等于输出物料的摩尔数D.输入物料的总能量等于输出物料的总能量2、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3、化工中的吸收塔设计需要考虑多个因素。当处理高浓度气体时，以下哪种吸收塔的类型更为合适？（）A.填料塔B.板式塔C.喷淋塔D.鼓泡塔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6、在化工反应的催化剂中毒现象中，以下哪种物质通常不是导致催化剂中毒的常见因素？（）A.重金属离子B.惰性气体C.硫化物D.卤素化合物7、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8、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.可逆过程的熵增为零9、化工传热过程在许多工艺中都有应用。在一个需要快速加热的化工反应中，以下哪种传热方式能够最迅速地将热量传递给反应物料？（）A.对流传热B.热传导C.辐射传热D.以上三种方式结合10、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（）A.确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证B.收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证C.收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证D.确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证11、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12、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13、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性14、在化工中的流化床反应器，关于其特点和适用范围，以下哪种表述是准确的？（）A.流化床反应器内固体颗粒处于流化状态，传热传质效率高，适用于强放热反应和要求有均一温度和浓度的反应B.流化床反应器的操作简单，对物料的粒度和密度没有要求C.流化床反应器的气体返混严重，转化率低，只适用于一些简单的反应D.流化床反应器内固体颗粒容易磨损和带出，增加了后续分离和回收的难度15、在化工热力学中，研究纯物质的相平衡时，克劳修斯-克拉佩龙方程描述了蒸气压与温度的关系。对于一种挥发性液体，以下关于其蒸气压随温度变化的趋势，正确的是：（）A.温度升高，蒸气压线性增加B.温度升高，蒸气压指数增加C.温度升高，蒸气压先增加后减小D.温度升高，蒸气压不变二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述在化工过程的多相流研究中，如何分析气液、液液、气固等多相体系的流动、混合和传递现象，为相关设备的设计和操作提供理论基础。2、（本题5分）随着化工行业对环境保护的压力增大，分析化工企业的环境责任和可持续发展战略，包括环境绩效评估、生命周期评价等方法的应用。3、（本题5分）化学反应工程中，讨论非均相催化反应的特点和过程，包括催化剂的外扩散、内扩散和表面反应步骤，并说明如何消除内外扩散的影响以提高反应速率。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应为A→2B，反应速率方程为r=kC_A，其中k=0.5mol/(L·s)，进料中A的浓度为2mol/L，气体流速为5L/s。若流化床的体积为50L，计算反应器出口处A和B的浓度。2、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.5h^-1。进料流量为10L/h，进料中A的浓度为2mol/L。求达到80%转化率时反应器的体积。假设反应混合物的密度不变。3、（本题5分）在一个管式换热器中，用温度为180°C的热油将流量为2kg/s的冷水从20°C加热到80°C。已知热油的比热容为2.5kJ/(kg·K)，冷水的比热容为4.2kJ/(kg·K)，求换热器的传热面积（假设传热系数为500W/(m²·K)）。4、（本题5分）一个连续干燥器在非等焓条件下操作，湿物料的处理量为1800kg/h，初含水量为0.42（湿基），终含水量为0.08（湿基），干燥介质为热空气，进口温度为140°C，湿度为0.008kg/kg干气，出口温度为85°C，湿度为0.04kg/kg干气。求干燥介质的消耗量和预热器的加热量。5、（本题5分）某精馏塔操作时，塔顶压力为101.3kPa，塔釜压力为120kPa，塔板间距为0.5m，平均相对挥发度为2.5，进料位置在第10块板（从塔顶往下数），计算进料板的压力。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的生产车间存在电气安全隐患，可能引发电气事故。分析电气