石家庄科技信息职业学院《化工原理（1）》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工原理（1）》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分离气体混合物。在一个填料吸收塔中，用清水吸收氨气，若要提高氨气的吸收率，以下哪种方法效果不明显？（）A.增加吸收剂的用量B.提高吸收塔的操作压力C.降低吸收剂的温度D.减小吸收塔的填料高度2、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3、化工中的搅拌釜传热过程需要强化。对于提高搅拌釜的传热系数，以下哪个措施最为有效？（）A.增加搅拌桨的数量B.改变搅拌桨的类型C.在釜内安装内盘管D.提高搅拌转速4、在化工过程的传热强化中，以下哪种方法不是通过增加传热面积来实现的？（）A.使用翅片管B.采用波纹管C.提高流体流速D.安装螺旋隔板5、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6、在化工过程的优化设计中，以下哪个方面的考虑对于减少环境污染最为重要？（）A.选择清洁的原料B.优化反应条件C.采用高效的分离技术D.设计合理的废物处理方案7、在化工过程的安全管理中，需要制定应急预案。对于一个可能发生火灾爆炸事故的化工装置，以下哪个方面在应急预案中应重点考虑？（）A.人员疏散B.火灾扑救C.环境监测D.以上都是8、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9、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，采用绝热操作和采用换热操作相比，以下关于反应转化率的说法，正确的是：（）A.绝热操作的转化率更高B.换热操作的转化率更高C.转化率相同D.取决于具体的反应条件10、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定11、化工中的搅拌设备用于混合物料和促进反应。对于搅拌器的类型和选型依据，以下描述不正确的是（）A.桨式搅拌器适用于低粘度液体B.涡轮式搅拌器搅拌强度大C.搅拌器的选型只考虑搅拌效果D.要考虑物料性质和工艺要求12、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高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15、在化学反应动力学中，对于一个零级反应，其反应速率与反应物浓度无关。若将反应容器的体积增大一倍，反应时间会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.不变D.变为原来的一半16、在化工热力学的研究中，以下哪个参数常用于判断混合物的非理想性程度？（）A.活度系数B.逸度系数C.压缩因子D.偏心因子17、在化工流体输送系统中，离心泵是常用的设备之一。当输送高黏度液体时，离心泵的性能会发生以下哪种变化？（）A.扬程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不变18、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节19、在化工生产中，经常需要对混合物进行干燥处理。对于一个恒速干燥阶段，以下关于干燥速率的主要影响因素，正确的是：（）A.物料的含水量B.干燥介质的温度C.干燥介质的流速D.物料的性质20、化工过程中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在一个单效蒸发器中，若进料的温度升高，蒸发器的生产能力会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小21、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度22、在化工生产中的干燥过程中，以下哪种干燥介质的吸湿能力相对较弱？（）A.空气B.氮气C.水蒸气D.烟道气23、化工中的吸附分离过程常用于气体和液体的净化。对于一种具有较大吸附容量的吸附剂，以下哪个因素对吸附剂的再生效率影响最大？（）A.再生温度B.再生压力C.再生气体的流速D.再生时间24、化工中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在多效蒸发过程中，以下哪个因素对蒸发器的总传热系数影响最大？（）A.加热蒸汽的温度B.溶液的沸点升高C.蒸发器的结垢D.效间的温差损失25、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（）A.固定支架B.滑动支架C.导向支架D.弹簧支架26、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略27、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28、在化工过程的模拟计算中，需要选择合适的热力学模型。对于一个包含极性物质和非极性物质的混合物体系，以下哪种热力学模型的适用性更好？（）A.理想气体模型B.活度系数模型C.状态方程模型D.以上都不是29、化工生产中的精馏操作，塔板上气液接触方式有多种。以下关于不同气液接触方式的特点，不正确的是（）A.鼓泡接触传质效率高B.喷射接触适用于大液量C.泡沫接触稳定性好D.选择接触方式不考虑工艺要求30、化工过程中的膜分离技术应用越来越广泛。对于反渗透膜分离过程，若要提高水的透过率，以下哪种方法可行？（）A.增加膜两侧的压力差B.降低膜两侧的压力差C.提高进料溶液的浓度D.降低进料溶液的温度二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某反应在间歇釜式反应器中进行，反应为A+2B→3C，初始时刻A、B的浓度分别为2mol/L、3mol/L，反应4小时后，A的浓度变为1mol/L。已知反应速率方程为-rA=kCA^0.5CB，其中k=0.5L^(0.5)/(mol^(0.5)·h)，计算B和C的浓度。2、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，反应式为3A+2B→C。已知气体流速为2m³/s，催化剂颗粒密度为1500kg/m³，床层膨胀比为2。计算床层的空隙率和催化剂的藏量。3、（本题5分）一个气固相催化反应在流化床反应器中进行，反应速率方程为r=kP³A，其中k=0.008(kPa·s)⁻¹，进料中A的分压为40kPa，空速为1.5s⁻¹。求反应器出口处A的分压。4、（本题5分）在一个套管式换热器中，热流体走管内，进口温度为200°C，出口温度为150°C，流量为5000kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·K)；冷流体走管间，进口温度为30°C，出口温度为100°C，流量为8000kg/h，比热容为4.2kJ/(kg·K)。求换热器的传热系数。5、（本题5分）在一个绝热管式反应器中进行如下反应：2A→B，反应热为-50kJ/mol，进料温度为300K，进料中A的浓度为2mol/L，流速为5L/min，反应速率常数k=0.1min^-1。假设比热容Cp=100J/(mol·K)，计算出口温度和A的转化率。三、简答题（本大题共5个小题，共25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）化工过程中的蒸发操作中，蒸发器的类型和特点对于选择合适的蒸发工艺具有重要意义。请详细介绍各种蒸发器的结构和工作原理，如中央循环管式蒸发器、外加热式蒸发器等，并分析它们的优缺点和适用场合。3、（本题5分）化工过程中的传质设备，如填料塔、板式塔等，其传质单元高度和传质单元数的计算对于设备设计和操作具有重要意义。请详细介绍传质单元高度和传质单元数的概念和计算方法，并举例说明如何应用它们进行传质设备的设计和性能评估。4、（本题5分）分析在化工仪表及自动化控制中，如何选择合适的测量仪表和控制策略，实现对化工过程参数的准