中国人民大学《工业催化》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《工业催化》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于一种热敏性物料，以下哪种干燥方法能够最大程度地保持物料的性质不发生改变？（）A.热风干燥B.冷冻干燥C.真空干燥D.喷雾干燥2、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3、在化工生产中，经常需要对物料进行加热。对于一种需要精确控制加热温度的物料，以下哪种加热方式的温度控制精度最高？（）A.电加热B.蒸汽加热C.热油加热D.红外线加热4、在化工吸收过程中，如果吸收剂的用量无限增大，吸收率会如何变化？（）A.吸收率无限增大B.吸收率趋近于1C.吸收率保持不变D.吸收率逐渐减小5、在化工分离过程中，膜分离的分离效率通常与膜的孔径和膜的材质有关。对于微滤膜，其分离的主要依据是？（）A.分子大小B.电荷性质C.溶解度D.化学亲和力6、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范7、在化工分离过程中，液液萃取的分配系数是衡量萃取效果的重要参数。对于一个特定的萃取体系，以下关于分配系数的影响因素，不正确的是：（）A.萃取剂的种类B.被萃取物质的浓度C.温度D.压力8、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1/49、在化工过滤操作中，过滤速率与过滤压差之间存在一定的关系。当过滤压差增大时，以下哪种情况不太可能发生？（）A.过滤速率加快B.滤饼厚度增加C.滤液的澄清度提高D.过滤介质的阻力增大10、在化工生产中的搅拌釜中，以下哪种搅拌桨叶形式适用于高粘度流体的搅拌？（）A.螺旋桨式B.涡轮式C.锚式D.桨式11、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染12、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、化工生产中的结晶操作常用于提纯物质。对于结晶过程的影响因素，以下说法不正确的是（）A.溶液过饱和度是关键因素B.搅拌速度对结晶粒度有影响C.杂质的存在总是不利于结晶D.冷却速率会影响结晶形态15、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）化工过程中的传热操作十分重要，请解释热传导、热对流和热辐射三种传热方式的基本原理，并举例说明它们在化工生产中的应用。2、（本题5分）论述在化工设计中，如何进行管道的应力分析和支架的设计。3、（本题5分）结合生物化工的发展，深入探讨生物发酵过程的优化控制，包括培养基配方、发酵条件、代谢调控等方面对产物产量和质量的影响。4、（本题5分）分析在化工过程的蒸发操作中，如何选择合适的蒸发器类型和操作条件。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用板式塔分离某二元混合物，全塔效率为50%，理论板数为10，求实际板数。若进料位置在第5块理论板，求实际进料位置。2、（本题5分）在一个流化床干燥器中干燥湿物料，湿物料的初始含水量为50%（质量分数），干燥后含水量降至5%，进料量为100kg/h，绝干物料的比热容为1.2kJ/(kg·K)，干燥介质为热空气，进口温度为120°C，出口温度为80°C，湿度为0.01kg/kg干空气，计算所需的干空气流量。3、（本题5分）一个化工厂需要将一种混合气体进行压缩，混合气体的组成为氮气70%（体积分数）、氧气20%、二氧化碳10%。初始压力为1atm，温度为300K，需要压缩至10atm。假设压缩过程为绝热过程，绝热指数为1.4，计算压缩后的温度。4、（本题5分）一个列管式换热器，用30℃的冷水将70℃的热流体冷却到40℃，热流体的流量为1500kg/h，比热容为2.0kJ/(kg·℃)，冷水的流量为2000kg/h，比热容为4.0kJ/(kg·℃)。假设总传热系数为900W/(m²·℃)，换热面积为10m²。计算冷流体的出口温度。5、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行一级反应A→B，催化剂颗粒直径为5mm，床层孔隙率为0.4，气体流速为0.5m/s，扩散系数为1×10^-4m²/s。计算有效扩散系数和Thiele模数。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工企业的产品在运输过程中发生了泄漏。请分析泄漏的原因并提出预防措施。2、（本题10分）在煤化工行业，某企业计划生产一种新型的煤化工产品。请分析该项目在技术、经