沈阳理工大学《化工过程模拟》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工过程模拟》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、化学反应工程中，对于复杂反应体系的动力学分析，以下方法不正确的是（）A.简化假设B.实验测定C.忽略次要反应D.主观猜测2、在化工流体流动的测量中，以下哪种流量计适用于测量大管径、低流速的流体流量？（）A.涡轮流量计B.电磁流量计C.孔板流量计D.超声波流量计3、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（）A.安装防爆电气设备B.制定严格的操作规程C.进行静电消除处理D.配备消防灭火设备4、化学反应工程中，对于气固相催化反应的内扩散影响，以下描述不正确的是（）A.会降低反应速率B.可以通过减小催化剂颗粒尺寸来消除C.对所有反应的影响程度相同D.与反应物的分子大小有关5、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6、在化工原理实验中，数据处理和结果分析是重要环节。以下关于实验数据的处理方法和误差分析，不正确的是（）A.可以用线性回归分析数据B.误差分析只考虑随机误差C.可以通过作图法直观展示数据D.要对实验结果的可靠性进行评估7、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，其熵值是增加还是减少？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少8、在化工设备的设计中，压力容器的设计需要遵循严格的规范。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，以下关于其壁厚计算的依据，不正确的是：（）A.材料的屈服强度B.容器的直径C.容器内的压力D.容器的长度9、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度10、在化工流体的湍流流动中，涡流扩散系数与分子扩散系数相比，通常具有怎样的特点？（）A.涡流扩散系数远小于分子扩散系数B.涡流扩散系数与分子扩散系数相当C.涡流扩散系数远大于分子扩散系数D.涡流扩散系数与分子扩散系数的大小关系不确定11、在化学反应动力学中，研究反应级数的确定方法时，以下关于初始速率法的特点，不正确的是：（）A.只需要测量反应初始阶段的速率B.可以消除产物的影响C.适用于复杂反应D.实验操作简单12、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制13、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14、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力15、在化学反应工程中，对于气液反应，以下哪种反应器类型能够提供较大的相界面积？（）A.鼓泡塔反应器B.填料塔反应器C.喷雾塔反应器D.以上反应器类型效果相同二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析在化工设备的设计中，如何进行支座和支耳的设计和选型。2、（本题5分）简述在化工设备设计中，如反应器、换热器、塔设备等，如何根据工艺要求和操作条件进行结构设计和材料选择，以确保设备的安全运行。3、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的气液传质系数的测定方法和影响因素，探讨如何通过实验和理论计算确定传质系数以优化传质过程。4、（本题5分）详细说明在化工生产的干燥器中，气流速度对干燥效果的影响及优化方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个绝热可逆压缩过程中，某理想气体从初始状态（P1=100kPa，V1=10m^3，T1=300K）压缩到终态（P2）。已知该气体的绝热指数为1.4，求终态压力P2和温度T2。2、（本题5分）在一个间歇搅拌釜式反应器中进行如下反应：A→2B，初始时A的浓度为5mol/L，反应3小时后B的浓度为4mol/L，求反应的速率常数。3、（本题5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。4、（本题5分）某二元混合物进行简单蒸馏，初始组成xF=0.6，蒸馏终了时釜液组成xW=0.2，平均相对挥发度为3。求馏出液的平均组成。5、（本题5分）一个绝热固定床反应器中进行气固相催化反应，反应为A+B→C，反应热为-50kJ/mol。进料中A和B的摩尔比为1:1，进料温度为300K，流量为10mol/s。已知反应的活化能为80kJ/mol，求达到60%转化率时的床层温度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工企业在进行生产过程自动化改造时，遇到了系统兼容性和稳定性的问题。请分析这些问题产生的原因，并给出提高自动化系统性能的建议。2、（本题10分）一家化妆品生产企业的产品出现了