漯河食品职业学院《工业催化基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《工业催化基础》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、对于化工中的非均相反应过程，以下关于相间传质对反应的影响，哪一项是恰当的？（）A.相间传质会影响非均相反应的速率和选择性。如果传质速率小于反应速率，反应会受到传质的限制；如果传质速率远大于反应速率，反应则主要受化学反应动力学控制B.相间传质对非均相反应没有影响，反应速率只取决于化学反应本身C.相间传质总是会促进非均相反应的进行，提高反应速率和选择性D.相间传质的影响可以忽略不计，在研究非均相反应时不需要考虑2、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3、化工原理中，对于吸收塔的设计，若气体的流量增大，而其他条件不变，为了保持相同的吸收率，以下哪种措施需要采取？（）A.增大吸收剂的流量B.减小吸收剂的流量C.增加塔板数D.减少塔板数4、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5、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6、化工设备的选材需要考虑多种因素。以下关于化工设备选材的原则，不准确的是（）A.耐腐蚀性B.强度和刚度C.材料价格越低越好D.加工性能7、在化学反应器的设计中，以下哪种类型的反应器适用于反应速率慢且需要长时间反应的情况？（）A.间歇式反应器B.连续式反应器C.半连续式反应器D.流化床反应器8、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9、化工过程中的精馏操作是常见的分离方法。在一个连续精馏塔中，若进料组成发生变化，塔顶和塔底产品的纯度会受到怎样的影响？（）A.塔顶和塔底产品纯度均不变B.塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度不变C.塔顶产品纯度不变，塔底产品纯度降低D.塔顶和塔底产品纯度均可能发生变化10、化工生产中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于干燥过程中的热质传递，以下描述不准确的是（）A.热量传递和质量传递同时进行B.干燥速率取决于内部扩散和表面汽化C.湿空气的性质对干燥效果影响不大D.干燥介质的选择很重要11、关于化工过程中的流化床反应器，以下哪种情况不是其常见的操作问题？（）A.沟流现象B.腾涌现象C.催化剂磨损D.反应温度过低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、化工中的结晶器有多种类型。对于蒸发结晶器和冷却结晶器的特点和适用范围，以下描述不正确的是（）A.蒸发结晶器适用于溶解度随温度变化不大的物质B.冷却结晶器需要控制冷却速度C.两者的操作原理相同D.结晶器的选型要根据具体情况14、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（）A.要有足够的机械强度B.过滤阻力要小C.过滤介质的选择不考虑价格D.要适应过滤物料的性质15、在化工工艺流程设计中，需要综合考虑各种因素以达到最优的设计方案。对于一个生产多种产品的化工厂，以下哪个因素在确定工艺流程时的权重通常最大？（）A.原材料的供应B.产品的市场需求C.生产设备的通用性D.环保法规的要求二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何利用结晶动力学模型来优化结晶过程。2、（本题5分）结合现代化学工程的发展，全面论述纳米技术在化工领域的应用，包括纳米材料的制备、性能以及在催化、药物传递等方面的潜在价值。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的蒸馏操作，包括简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏等方法的原理、特点和适用范围，以及蒸馏塔的设计计算。三、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一级可逆反应A⇌B，正反应速率常数为0.3h⁻¹，逆反应速率常数为0.1h⁻¹，初始浓度A为4mol/L，反应时间为6h，计算此时A和B的浓度。2、（本题5分）某化工厂进行燃烧反应，燃料为丁烷，空气过剩系数为1.05，丁烷的燃烧热为2878kJ/mol，计算燃烧产物的温度和热损失。3、（本题5分）一个绝热压缩过程，将1mol理想气体从初始状态（P1=1atm，T1=300K）压缩到终态压力P2=5atm，已知气体的Cp,m=29.1J/(mol·K)，求终态温度T2及压缩过程所做的功。4、（本题5分）一个间歇反应釜中进行三级不可逆反应2A+B→C，反应速率常数为0.5L²/(mol²·h)。初始时A的浓度为2mol/L，B的浓度为1mol/L，反应时间为3h，计算反应结束时C的浓度。5、（本题5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。进料流量为10L/h，进料中A的浓度为2mol/L。求达到80%转化率时反应器的体积。假设反应混合物的密度不变。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项化工过程的模拟研究时，模拟结果与实际生产