山东理工大学《轻化工程仪器分析》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页山东理工大学《轻化工程仪器分析》

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1分，共15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2、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3、在化学反应器的设计中，以下哪种类型的反应器适用于反应速率慢且需要长时间反应的情况？（）A.间歇式反应器B.连续式反应器C.半连续式反应器D.流化床反应器4、化工中的吸附过程存在吸附平衡。对于一个给定的吸附体系，以下哪个因素对吸附平衡的影响最大？（）A.温度B.压力C.吸附剂的比表面积D.吸附质的浓度5、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数的关系复杂。对于湍流流动，以下哪种说法是不准确的？（）A.摩擦系数仅与雷诺数有关B.摩擦系数与管壁粗糙度有关C.随着雷诺数增加，摩擦系数逐渐减小D.不同的湍流模型对摩擦系数的计算结果可能不同6、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（）A.吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点B.吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果C.吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率D.吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，不需要考虑7、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间8、在化工热力学中，对于理想溶液，其混合过程的焓变和体积变化通常是怎样的？（）A.焓变和体积变化均为零B.焓变为零，体积变化不为零C.焓变不为零，体积变化为零D.焓变和体积变化均不为零9、在化学反应工程中，催化剂能够显著改变反应速率和选择性。对于一个可逆反应，加入合适的催化剂后，正反应和逆反应的速率常数会如何变化？（）A.正反应速率常数增大，逆反应速率常数不变B.正反应速率常数增大，逆反应速率常数减小C.正反应和逆反应速率常数均增大D.正反应和逆反应速率常数均不变10、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量11、在化工精馏塔的设计中，若要提高塔的分离效率，可以采取多种措施。以下哪种措施对提高分离效率的作用相对较小？（）A.增加塔板数B.增大塔径C.优化塔板结构D.选择合适的回流比12、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13、在化工生产中的蒸发过程中，以下哪种蒸发器适用于处理热敏性物料？（）A.降膜蒸发器B.升膜蒸发器C.刮板蒸发器D.强制循环蒸发器14、在化学反应工程中，研究反应速率与反应物浓度、温度等因素的关系至关重要。对于一个复杂的多步反应，以下关于反应速率控制步骤的说法，正确的是：（）A.控制步骤的反应速率最快B.控制步骤决定了整个反应的速率C.控制步骤的反应物浓度最高D.控制步骤受温度影响最小15、在化工热力学中，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，不准确的是（）A.判断过程的可逆性B.评估能量利用效率C.熵增越大越好D.指导过程的优化二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述在化工企业的生产调度与优化中，如何根据市场需求、设备状况和资源供应，制定合理的生产计划和调度方案，提高生产效率。2、（本题5分）在化工生产中，精馏塔的操作压力对分离效果和能耗有着重要影响。请详细阐述操作压力的选择原则，并分析其对精馏过程的具体影响。3、（本题5分）解释在化工过程的分子蒸馏技术中，如何利用分子运动的平均自由程差异实现物质的分离，以及该技术在高沸点、热敏性物质分离中的优势。4、（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。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某间歇反应釜中进行如下反应：A+2B→2C，反应速率方程为-rA=kCA0.8CB1.2，其中k=0.4L/(mol·min)，初始时刻A和B的浓度分别为1.5mol/L和2.0mol/L。反应50min后，计算A的浓度。2、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥湿颗粒物料，物料的初始含水量为0.4（质量分数），要求干燥至0.05（质量分数）。干燥器的空气进口温度为120°C，出口温度为80°C，空气湿度为0.01kg水/kg干空气。干燥速率与物料含水量的关系为U=k(X-X)，其中k=0.8，X为物料含水量（kg水/kg绝干物料），X为平衡含水量（假设为0）。计算干燥所需的时间和空气用量。3、（本题5分）在一个萃取塔中，用有机溶剂萃取水溶液中的溶质A。水相进料流量为1000kg/h，溶质A的初始浓度为20g/kg。有机相进料流量为800kg/h，溶质A在有机相中的初始浓度为5g/kg。分配系数为3，计算经过单级萃取后溶质A在水相和有机相中的浓度。4、（本题5分）某化工厂进行裂解反应，原料为戊烷，反应温度为850℃，压力为0.8MPa，反应产物包括乙烯、丙烯、丁烯等。已知反应的动力学方程和热力学参数，计算戊烷的转化率和产物的选择性。5、（本题5分）某理想气体在绝热条件下由1.0MPa、10L膨胀到0.1MPa，求膨胀过程的熵变。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项催化反应实验时，催化剂的活性和选择性达不到预期效果。请探讨可能影响催化剂性能的因素，并提出改进的思路和方法。2、（本题10分）某化工厂的一个车间