上海科学技术职业学院《高材化工设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器2、关于化工过程中的流化床反应器，以下哪种情况不是其常见的操作问题？（）A.沟流现象B.腾涌现象C.催化剂磨损D.反应温度过低3、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4、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5、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体6、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性7、化工热力学在化工过程的设计和分析中起着重要作用。对于一个理想气体的绝热膨胀过程，若温度从300K下降到200K，其熵变是正值还是负值？（）A.正值B.负值C.零D.无法确定8、在化工过程的能量分析中，需要考虑各种能量的输入和输出。对于一个绝热反应过程，以下哪个能量项的变化对反应结果的影响可以忽略不计？（）A.内能的变化B.焓的变化C.熵的变化D.自由能的变化9、化工中的流化床燃烧技术在废弃物处理中有应用。在流化床燃烧过程中，以下哪个因素对燃烧效率的影响最为显著？（）A.流化速度B.床料的性质C.燃料的粒度D.过剩空气系数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、在化工过程控制中，比例积分微分（PID）控制器是常用的控制器类型。以下关于PID控制器参数整定的方法，不正确的是：（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.理论计算法12、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13、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14、化学反应的选择性对于提高产品质量和原料利用率非常重要。以下关于提高化学反应选择性的方法，不正确的是（）A.选择合适的催化剂B.控制反应条件C.随意改变反应物比例D.优化反应路径15、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16、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器17、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。以下哪种涂层材料的耐腐蚀性通常较好？（）A.环氧树脂涂层B.聚乙烯涂层C.油漆涂层D.镀锌涂层18、在化工原理的学习中，吸收操作是重要的传质过程。关于吸收过程中的气液平衡关系，以下说法不正确的是（）A.溶解度随温度升高而降低B.压力增大，溶解度增大C.亨利定律只适用于稀溶液D.气液平衡关系不受溶质种类影响19、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零20、在化学反应动力学中，研究催化剂对反应速率的影响时，以下关于催化剂作用的描述，不正确的是：（）A.降低反应的活化能B.改变反应的平衡常数C.提高反应的选择性D.加快反应速率二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化学反应工程中，反应动力学模型的建立是研究反应过程的重要手段。请论述建立反应动力学模型的步骤和方法，并举例说明如何验证和优化模型。2、（本题5分）在化工热力学中，理想溶液和非理想溶液的概念对于理解溶液的性质和相平衡行为具有重要意义。请解释理想溶液和非理想溶液的定义和特点，并说明如何通过活度系数模型来描述非理想溶液的行为。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的泡沫现象，包括泡沫的形成机制、稳定性影响因素以及在发酵、浮选等过程中的作用和控制方法。4、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何利用多级结晶实现产品的高纯度和高收率。5、（本题5分）解释在化工过程的蒸发操作中，如何进行蒸发器的防垢和除垢措施的选择和实施。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个化工项目在设计过程中，需要考虑节能减排的要求。请分析如何进行节能设计和减排措施的选择。2、（本题5分）某化工厂的一个反应釜在进行反应时，需要控制反应的压力波动。请分析原因并提出解决方法。3、（本题5分）一家以生产催化剂为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和催化性能要求。分析如何开发出环保型催化剂产品。4、（本题5分）一个化工生产车间在生产过程中产生了大量的废弃物，对环境造成了较大压力。请分析废弃物产生的原因，评估其对环境的影响，并提出可行的废弃物处理和减排方案。5、（本题5分）在一项化工分离过程中，分离效率受到操作参数优化不当的影响。请分析操作参数对分离效率的影响关系，并提出优化操作参数的方法。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个膜分离过程中，用于分离氧气和氮气的混合物。进料中氧气和氮气的摩尔分数分别为0.2和0.8，膜的渗透率分别为80和12，进料流量为60mol/h，计算透过膜的氧气和氮气的流量。2、（本题10分）一个连续精馏塔分离二元理想混合物，塔顶采