西安音乐学院《化工节能减排技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工节能减排技术》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15个小题，每小题2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、在化工安全评价中，故障树分析是一种常用的方法。以下关于故障树分析的目的，不正确的是：（）A.确定系统的可靠性B.找出系统的薄弱环节C.预测系统的故障概率D.优化系统的工艺流程2、在化工热力学的相平衡计算中，以下哪个定律用于确定气液平衡时的组成关系？（）A.拉乌尔定律B.亨利定律C.道尔顿分压定律D.吉布斯相律3、在化工热力学中，对于气体的绝热可逆膨胀过程，以下哪个参数一定不变？（）A.温度B.熵C.焓D.内能4、在化工设备的设计中，需要考虑压力对设备强度的要求。对于一个承受高压的容器，以下哪种封头形式的强度性能更好？（）A.椭圆形封头B.碟形封头C.球冠形封头D.平板封头5、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6、在化工生产中的干燥过程，以下关于湿物料中水分的分类，哪种说法是正确的？（）A.结合水比非结合水更难去除B.自由水比结合水更容易去除C.平衡水分可以通过干燥完全去除D.以上说法都不正确7、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单8、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积9、在化工中的吸附分离过程，关于吸附剂的选择和再生方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.吸附剂应具有较大的比表面积、良好的选择性和吸附容量，常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。吸附剂的再生方法包括加热再生、降压再生和置换再生等B.吸附剂的选择只考虑其吸附容量，其他性能不重要C.吸附剂的再生过程复杂，成本高，因此在实际应用中应尽量避免吸附剂的再生D.所有的吸附剂都可以采用同一种再生方法，且再生效果相同10、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11、在化工流体力学中，对于非牛顿流体的流动，其粘度通常不是常数。若一种非牛顿流体的表观粘度随剪切速率的增加而减小，这种流体被称为？（）A.假塑性流体B.胀塑性流体C.宾汉流体D.触变性流体12、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少13、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14、在化工过程的安全评估中，危险与可操作性分析（HAZOP）是常用的方法之一。以下关于HAZOP分析的主要目的，哪种说法是不准确的？（）A.识别潜在的危险B.评估风险的大小C.提出改进措施D.确定事故的责任方15、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（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。2、（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。3、（本题5分）解释在化学反应工程中，如何利用反应动力学模型来预测反应进程和优化反应条件。三、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，其动力学方程为-rA=kCA，k=0.3(mol/L·min)，初始反应物浓度CA0=2mol/L，反应时间为120min。求反应结束时反应物A的浓度。2、（本题5分）某化工厂的管道中输送过热蒸汽，蒸汽压力为2MPa，温度为300°C，管道内径为0.2m，长度为50m，绝热层厚度为0.1m，绝热材料的导热系数为0.2W/(m·K)，环境温度为20°C，计算每小时的热损失。3、（本题5分）一个间歇釜式反应器中进行二级可逆反应A+B⇌2C，正反应速率常数为4L²/(mol²·h)，逆反应速率常数为1.5L²/(mol²·h)，初始浓度A为3mol/L，B为2mol/L，反应时间为5h，计算此时各组分的浓度。4、（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。5、（本题5分）在一个精馏塔中分离二元混合物A和B，进料组成x_F=0.4（摩尔分数），塔顶产品组成x_D=0.9，塔底产品组成x_W=0.1，回流比为3。求最小回流比和理论板数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工厂的一个反应釜在进行低温反应时，需要精确控制温度。请分析如何实现有