新疆农业职业技术学院《能源化工设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《能源化工设计》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25个小题，每小题1分，共25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2、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3、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（）A.并流换热B.逆流换热C.两者平均温差相同D.取决于流体的性质4、化工过程中的结晶操作常用于提纯物质。在一个冷却结晶过程中，若冷却速度过快，可能会导致什么问题？（）A.晶体粒度均匀B.晶体纯度提高C.形成大量细小晶体D.提高结晶收率5、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量6、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定7、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢8、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9、在化工流体流动的阻力计算中，局部阻力的计算方法与沿程阻力不同。以下哪种局部阻力系数的确定方法最为准确？（）A.经验公式法B.实验测定法C.理论分析法D.以上方法效果相同10、在化工原理实验中，测量数据的误差分析是必不可少的。以下关于误差的来源和处理方法，不正确的是（）A.系统误差可以通过校准消除B.随机误差可以通过多次测量平均减小C.粗大误差对结果影响不大，可以忽略D.误差分析可以评估实验结果的可靠性11、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间12、在化工分离过程中，精馏塔的操作压力对分离效果有重要影响。一般来说，降低操作压力会导致以下哪种情况？（）A.相对挥发度增大B.相对挥发度减小C.塔板效率提高D.塔板数增加13、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14、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15、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16、在化工分离过程中，吸附分离常用于分离微量杂质。以下关于吸附剂的再生方法，哪种方式通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生17、化工中的结晶过程受到多种因素的影响。对于一个结晶体系，以下哪个因素对晶体的形态和粒度分布影响最为显著？（）A.过饱和度B.冷却速率C.搅拌强度D.晶种的加入量18、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19、在化工过程的物料衡算中，需要准确确定各种物料的流量和组成。对于一个复杂的化工流程，以下哪种方法能够更有效地减少物料衡算的误差？（）A.分步骤衡算B.采用经验公式C.忽略次要物料D.增加测量次数20、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21、对于化工中的传热设备，以下关于换热器的强化传热方法，哪一项是正确的？（）A.换热器的强化传热方法包括增大传热面积、提高传热系数和增大平均温差。增大传热面积可以采用翅片管、波纹管等；提高传热系数可以通过增加流体的流速、改变流动状态等；增大平均温差可以采用逆流操作等B.强化传热只需要增大传热面积，其他方法效果不明显C.提高流体的流速会增加阻力损失，因此不应采用这种方法来强化传热D.顺流操作比逆流操作的平均温差大，更有利于强化传热22、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23、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热过程，以下关于系统内能和熵的变化，哪项说法是正确的？（）A.内能不变，熵增加B.内能增加，熵不变C.内能减少，熵不变D.内能不变，熵不变24、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25、在化工分离过程中，以下哪种方法常用于分离分子量差异较大的混合物？（）A.电泳B.超滤C.渗析D.电渗析二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析在化学工程领域，如何应用计算流体力学（CFD）来模拟化工设备内的流动、传热和传质过程，为设备的优化设计提供依据。2、（本题5分）化工热力学中的超额函数在描述溶液的非理想性方面具有重要作用，请解释超额Gibbs自由能、超额焓和超额熵的概念，并说明它们之间的关系。3、（本题5分）化工热力学中的相平衡知识对于分离和提纯过程具有重要指导意义。请详细阐述气液平衡和液液平衡的概念，并举例说明其在化工生产中的应用。4、（本题5分）解释在化工过程的喷雾干燥过程模拟中，如何建立数学模型描述喷雾干燥室内的传热传质和颗粒运动，优化喷雾干燥工艺。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家化工企业在进行生产计划安排时，经常出现生产任务不均衡的情况。请分析生产任务不均衡的原因，并提出优化生产计划的措施。2、（本题5分）一家以生产橡胶助剂为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和可持续发展要求。分析如何实现环保和可持续发展目标。3、（本题5分）一家食品加工企业需要对生产过程中的废气进行处理。请分析可行的废气处理技术。4、（本题5分）某化工企业计划进行技术改造，以提高生产效率、降低能耗和减少污染。请分析可行的技术改造方向及可能面临的挑战。5、（本题5分）在医药中间体生产企业中，某工厂需要提高产品的干燥效率。请分析可以采取哪些化学工程手段。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.5h⁻¹。进料中A的浓度为2mol/L，进料流量为5L/h。假设反应器体积为20L，计算反应器出口处A和B的浓度各是多少。2、（本题10分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→B，反应速率常数为0.2h^-1。进料中A的浓度为2mol/L，进料流速为