中国劳动关系学院《化工过程分析与合成》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工过程分析与合成》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、在化工过程的放大中，相似放大法是常用的方法之一。以下关于相似放大法的优点，哪种说法是不准确的？（）A.基于物理相似原理B.能够较好地预测放大后的性能C.不需要大量的实验数据D.适用于各种类型的化工过程2、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3、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法4、在化工生产中的蒸发过程中，以下哪种蒸发器适用于处理热敏性物料？（）A.降膜蒸发器B.升膜蒸发器C.刮板蒸发器D.强制循环蒸发器5、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6、在化工过程的节能措施中，热集成技术能够有效地提高能源利用效率。以下关于热集成技术的原理，哪种说法是不准确的？（）A.合理匹配热物流和冷物流B.减少公用工程的消耗C.提高换热器的传热温差D.实现热量的回收和再利用7、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（）A.回流比B.进料位置C.塔釜加热量D.塔顶采出量8、在化学反应动力学的研究中，对于一个二级反应，其反应速率与反应物浓度的平方成正比。若初始反应物浓度增加一倍，反应速率会变为原来的几倍？（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍9、在化工设备的防腐措施中，阴极保护是一种常见的方法。对于一个处于电解质溶液中的金属设备，以下哪种阴极保护方式更为有效？（）A.牺牲阳极法B.外加电流法C.涂层与阴极保护结合D.以上效果相同10、在化工分离过程中，精馏操作是常用的方法之一。当混合物中各组分的相对挥发度接近时，以下哪种措施可以提高分离效果？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.降低操作压力D.改变进料位置11、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差12、在化工设备的设计中，压力容器的设计需要遵循严格的规范。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，以下关于其壁厚计算的依据，不正确的是：（）A.材料的屈服强度B.容器的直径C.容器内的压力D.容器的长度13、在化工热力学中，对于混合物的热力学性质计算，以下哪种方法通常需要较多的实验数据支持？（）A.状态方程法B.活度系数法C.理想溶液模型D.正规溶液模型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、在化工设备的选型中，需要综合考虑性能、价格和可靠性等因素。对于一个需要长期连续运行的关键设备，以下哪个因素的权重通常最高？（）A.设备的性能B.设备的价格C.设备的可靠性D.设备的维护成本16、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（）A.依靠压力差作为推动力B.利用膜的选择性透过性C.溶质会透过膜进入渗透液D.适用于分离小分子物质17、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以18、在化工过程的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，以下哪种措施是最为关键的？（）A.采用密封容器B.控制温度和压力C.安装防爆设备D.加强人员培训19、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力20、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21、在化工流体的湍流流动中，涡流扩散系数与分子扩散系数相比，通常具有怎样的特点？（）A.涡流扩散系数远小于分子扩散系数B.涡流扩散系数与分子扩散系数相当C.涡流扩散系数远大于分子扩散系数D.涡流扩散系数与分子扩散系数的大小关系不确定22、化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，活度系数模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性较强，以下哪种活度系数模型可能更准确？（）A.威尔逊模型B.理想溶液模型C.正规溶液模型D.非随机双液模型23、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24、关于化工过程中的干燥速率曲线，以下哪个阶段的干燥速率基本不变？（）A.预热阶段B.恒速干燥阶段C.降速干燥阶段D.以上阶段均有可能25、在化学反应器的设计中，需要考虑热稳定性问题。以下关于热稳定性的分析方法和影响因素，不正确的是（）A.可以通过绝热操作线分析B.与反应的放热量和传热速率有关C.反应物浓度对热稳定性没有影响D.可以采取措施提高热稳定性26、化学反应的动力学方程描述了反应速率与反应物浓度的关系。以下关于动力学方程的建立方法，不正确的是（）A.通过实验数据拟合B.基于反应机理推导C.凭空想象D.结合实验和理论分析27、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能28、在化工过程的优化中，灵敏度分析可以帮助确定关键参数。对于一个化工过程模型，以下关于灵敏度分析的作用，不正确的是：（）A.评估参数变化对结果的影响程度B.确定最优操作条件C.简化模型D.验证模型的准确性29、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30、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个化工厂生产过程中产生的废气中含有二氧化硫（SO2），需要用碱液吸收。进气中SO2的浓度为2000ppm（体积分数），气体流量为5000m3/h，吸收液中碱的浓度为0.5mol/L，液气比为1.5。假设吸收反应为瞬间完成，计算吸收液的用量。2、（本题5分）在一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒的直径为0.5mm，密度为2000kg/m^3，气体的密度为1.2kg/m^3，黏度为1.8×10^(-5)Pa·s，求最小流化速度。3、（本题5分）在一个流化床反应器中进行催化反应，反应速率方程为r=k*exp(-E/RT)*C_A，其中k=10^6L/(mol·h)，活化能E=50000J/mol，气体常数R=8.314J/(mol·K)，反应温度为500K，进料中A的浓度为2mol/L，求反应速率。4、（本题5分）一个精馏塔用于分离苯（B）和甲苯（T）的混合物，进料中苯的摩尔分数为0.4，进料流量为100kmol/h，塔顶馏出液中苯的摩尔分数要求达到0.9，塔底釜液中苯的摩尔分数要求为0.1。回流比为3，相对挥发度为2.5。计算塔顶和塔底的产品流量。5、（本题5分）一个非等温间歇反应器中进行不可逆放热反应A→B，反应活化能为50000J/mol，指前因子为1×10^7L/(mol·s)，初始温度为300K，反应热为-50000J/mol。计算在绝热条件下反应达到80%转化率时的温度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）化工设备中的换热器在热量交换中起着关键作用，请阐述常见换热器的类型（如管壳式、板式等）的结构特点和适用范围，并分析如何提高换热器的传热效率。2、（本题5分）在化工过程中，深入探讨精馏塔的设计与操作参数优化，分析影响分离效果的因素如塔板数、回流比等，并阐述如何通过优化来提高产品纯度和降低能耗。3、（本题5分）论述在化工过程的萃取操作中，如何提高萃取效率和实现多级萃取的优化。4、（本题5分）随着化工行业的国际化发展，分析国际化工标准和规范对化工产品质量和生产过程的要求，以及企业如何适应和遵循这些标准。5、（本题5分）在化学反应工程中，催化剂的制备方法和表征技