南宁理工学院《催化剂导论》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页南宁理工学院《催化剂导论》

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、化工中的膜分离过程存在浓差极化现象。对于一个膜分离系统，以下哪个操作条件的改变能够有效地减轻浓差极化？（）A.提高进料流速B.降低操作压力C.升高操作温度D.减小膜面积2、化工生产中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于干燥过程中的热质传递，以下描述不准确的是（）A.热量传递和质量传递同时进行B.干燥速率取决于内部扩散和表面汽化C.湿空气的性质对干燥效果影响不大D.干燥介质的选择很重要3、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢4、在化工过程模拟中，常用的软件可以帮助优化工艺参数。以下关于化工过程模拟软件的功能和应用，不准确的是（）A.可以预测产品质量B.不能进行成本估算C.能够优化操作条件D.辅助设计工艺流程5、在化学反应工程中，对于气固相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的内扩散阻力影响最大？（）A.催化剂颗粒大小B.反应物浓度C.反应温度D.气体流速6、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器7、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力8、在化工生产中的结晶过程中，以下哪种操作条件有利于得到大颗粒晶体？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.强烈的搅拌9、在化工生产中的结晶过程，以下哪个因素对于晶体的粒度和纯度影响最大？（）A.冷却速度B.搅拌强度C.过饱和度D.晶种的加入量10、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差11、在化工原理中，研究流体流动时，雷诺数是一个重要的无量纲参数。当雷诺数大于4000时，流体的流动状态通常为：（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法确定12、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13、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度14、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定15、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.全混流反应器二、简答题（本大题共3个小题，共15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）分析在化工过程的结晶过程中的晶体生长动力学研究中，如何通过实验和理论分析确定晶体生长速率与过饱和度等因素的关系。3、（本题5分）分析在化工过程的放大设计中，如何解决从实验室小试到工业规模生产过程中出现的问题，如传热传质差异、混合不均匀等。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某换热器用温度为200°C的热流体加热温度为80°C的冷流体，热流体的流量为10kg/s，比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的流量为8kg/s，比热容为4kJ/(kg·K)。若换热器的传热系数为500W/(m²·K)，换热面积为20m²，求冷热流体的出口温度。2、（本题5分）某化学反应A+3B→2C，在等温等容的间歇反应器中进行，初始浓度[A]₀=4mol/L，[B]₀=8mol/L，反应速率方程为-rA=k[A][B]，其中k=1.2L/(mol·h)。反应6小时后，计算A的浓度和B的浓度。3、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应为2A+B→3C，反应速率方程为r=kC_A²C_B，其中k=0.1mol²/(L²·s)。进料中A、B的浓度分别为2mol/L和1mol/L，气体流速为3L/s，反应器体积为30L，计算出口处各组分的浓度。4、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行如下复合反应：A→B（r1=k1[A]），A→C（r2=k2[A]^2），其中k1=0.1h^-1，k2=0.02L/(mol·h)，初始时A的浓度为3mol/L，反应4小时后，计算B和C的生成量。5、（本题5分）某换热器用热流体将冷流体从30°C加热到90°C，热流体入口温度为150°C，出口温度为90°C，冷流体流量为3kg/s，热流体流量为2kg/s，热流体比热容为2.5kJ/(kg·K)，冷流体比热容为4.1kJ/(kg·K)，求换热器的传热效率和传热单元数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在化