天津财经大学珠江学院《化工自动化与仪表》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页天津财经大学珠江学院《化工自动化与仪表》

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批阅人一、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、对于化工中的液液萃取设备，以下关于萃取塔的类型和特点，哪一项是准确的？（）A.常见的萃取塔有喷洒塔、填料塔、筛板塔和转盘塔等。喷洒塔结构简单，但传质效率低；填料塔传质效率高，但阻力大；筛板塔处理能力大，但操作弹性小；转盘塔效率高，操作弹性大B.萃取塔的类型只有填料塔一种，其他类型的萃取塔很少使用C.萃取塔的传质效率与塔的高度成正比，塔越高，传质效果越好D.萃取塔的操作条件对传质效率没有影响，只需要关注塔的结构2、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3、在化学反应器的设计中，需要考虑物料的流动模式。对于理想的平推流反应器，以下关于其特点的描述，不正确的是：（）A.不存在返混B.反应物浓度沿反应器长度逐渐变化C.不同停留时间的物料之间会混合D.反应速率只与反应器内位置有关4、在化工设备的防腐措施中，涂层防腐是一种常见的方法。对于一个处于腐蚀性环境中的设备，以下关于涂层选择的考虑因素，不正确的是：（）A.涂层的颜色B.涂层的耐腐蚀性C.涂层与基体的结合力D.涂层的施工性能5、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6、在化工过程的优化中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个生产过程，若要在保证产品质量的前提下降低成本，以下哪种措施通常是首先考虑的？（）A.改进工艺路线B.更换原材料C.增加设备投资D.减少劳动力投入7、在化工反应工程中，研究反应的热效应对于设计反应器和控制反应过程非常重要。对于一个强放热反应，以下哪种措施能够有效地控制反应温度？（）A.采用夹套冷却B.通入惰性气体C.分段进料D.以上都是8、在化工燃烧过程中，为了实现完全燃烧，需要控制合适的空气量。当空气量不足时，会产生哪些不良后果？（）A.燃烧温度升高B.燃料利用率提高C.产生有害气体D.燃烧速度加快9、在化工设备的设计中，压力容器的强度计算是关键环节。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，若其直径增大一倍，而壁厚不变，容器所能承受的最大压力会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.变为原来的1/2D.变为原来的1/410、在化工反应工程中，研究反应的动力学方程对于优化反应过程非常重要。对于一个复杂的多步反应，以下哪种实验方法能够更准确地确定动力学方程？（）A.间歇实验B.连续实验C.半连续实验D.以上方法结合11、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个复杂的化学反应体系，以下关于反应级数的确定方法，不准确的是（）A.实验测定法B.初始速率法C.凭经验随意猜测D.积分法12、在化学反应工程中，对于一个连续流动的管式反应器中的二级反应，以下哪个因素对于反应器体积的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应速率常数C.进料流量D.反应温度13、在化工精馏过程中，进料热状态会影响精馏塔的操作。以下哪种进料热状态会使精馏段的塔板数增加，提馏段的塔板数减少？（）A.过热蒸汽进料B.饱和蒸汽进料C.气液混合物进料D.冷液进料14、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢15、化学反应工程中，对于一个串联反应，若中间产物是目标产物，以下哪种操作条件有利于提高中间产物的选择性？（）A.提高反应温度B.降低反应温度C.增加反应物浓度D.减少反应物浓度16、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀17、在化工安全工程中，火灾和爆炸是常见的事故类型。对于一个易燃易爆的化工场所，以下关于预防火灾爆炸的措施，不正确的是：（）A.提高操作压力B.控制火源C.加强通风D.采用防爆电气设备18、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19、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20、在化工热力学研究中，对于理想气体混合物，其压力与各组分气体的分压之间存在特定关系。以下关于这种关系的描述，哪一项是不准确的？（）A.总压等于各组分分压之和B.各组分分压与摩尔分数成正比C.分压大小取决于气体的体积D.分压可以通过总压和摩尔分数计算21、在化工设备设计中，材料的选择需要考虑多种因素。对于一个在高温高压下工作的反应器，以下关于材料性能的要求，不正确的是：（）A.材料的强度要高B.材料的耐腐蚀性要好C.材料的导热性要差D.材料的韧性要足22、对于化工过程中的结晶器类型，以下哪种结晶器适用于大规模连续生产？（）A.搅拌釜式结晶器B.奥斯陆结晶器C.流化床结晶器D.蒸发结晶器23、在化工过程的节能减排措施中，能量集成技术发挥着重要作用。对于一个包含多个热交换过程的化工系统，以下哪种能量集成方法能够最大程度地提高能源利用效率？（）A.热交换网络优化B.热泵技术应用C.余热锅炉利用D.以上都是24、在化工热力学中，对于真实气体的压缩因子，以下哪个因素对其影响最大？（）A.温度B.压力C.气体的种类D.以上因素影响程度相同25、在化学反应工程中，对于一个均相催化反应，催化剂的浓度增加，反应速率会如何变化？（）A.线性增加B.先增加后趋于平稳C.指数增加D.不变26、化工中的萃取操作常用于分离混合物中的溶质。当使用有机溶剂从水溶液中萃取溶质时，以下哪个因素对萃取效率的影响最为显著？（）A.萃取剂的选择B.萃取温度C.相比（有机相和水相的体积比）D.搅拌速度27、在化工设备设计中，需要考虑材料的选择以适应不同的工况。对于高温高压的化工设备，以下哪种材料通常不是首选？（）A.不锈钢B.碳钢C.钛合金D.特种陶瓷28、在化学反应动力学中，研究反应速率常数与温度的关系时，除了阿伦尼乌斯方程，还有其他模型。以下关于这些模型的特点，不正确的是：（）A.适用范围不同B.计算精度相同C.考虑因素不同D.表达形式不同29、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降30、化工中的气液传质设备有多种类型。对于填料塔和板式塔的比较，以下说法错误的是（）A.填料塔的压降小B.板式塔的操作弹性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分离效率一定高于填料塔二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行二级反应2A→B，初始浓度[A]₀=4mol/L，反应速率常数k=2L/(mol·h)。反应进行3小时后，计算A的浓度和反应的转化率。2、（本题5分）一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.1mm，密度为2000kg/m³，气体流速为2m/s，气体密度为1.2kg/m³，摩擦系数为0.8，计算催化剂的带出速度。3、（本题5分）在一个流化床反应器中，颗粒的平均直径为0.2mm，床层孔隙率为0.35，流体的表观流速为1.2m/s，计算颗粒的终端沉降速度。4、（本题5分）某换热器中用热油加热冷油，热油进口温度为200°C，出口温度为150°C，流量为5kg/s，比热容为2.5kJ/(kg·K)；冷油进口温度为50°C，流量为8kg/s，比热容为2.1kJ/(kg·K)，计算冷油出口温度。5、（本题5分）进行一个化学反应动力学实验，得到反应A→2B的数据如下：时间（min）：0，15，30，45，60；A的浓度（mol/L）：2.0，1.5，1.0，0.7，0.4。假设该反应为二级反应，通过线性拟合计算反应速率常数。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述在化工过程的吸附过程中的吸附等温线拟合中，如何选择合适的数学模型对吸附等温线进行拟合，获取吸附剂的性能参数。2、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何通过控制溶液的pH值和添加剂来改善晶体的性能。3、（本题5分）随着化工行业对智能化生产的追求，分析人工智能和大数据技术在化学工程中的应用前景，包括生产预测、故障诊断、优化决策等方面。4、（本题5分）分析在化工过程的萃取操作中，萃取剂的选择标准和常