重庆邮电大学《化工设计概论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工设计概论》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1/42、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3、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4、在化工反应的催化剂中毒现象中，以下哪种物质通常不是导致催化剂中毒的常见因素？（）A.重金属离子B.惰性气体C.硫化物D.卤素化合物5、在化工流体输送中，离心泵是常用的设备之一。若输送的液体粘度增大，离心泵的扬程和流量会如何变化？（）A.扬程增大，流量增大B.扬程增大，流量减小C.扬程减小，流量增大D.扬程减小，流量减小6、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7、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8、在化工过程的安全评估中，需要分析各种潜在的危险因素。对于一个涉及高压气体储存的化工装置，以下哪个危险因素最容易引发严重的事故？（）A.气体泄漏B.容器爆炸C.静电火花D.人为操作失误9、在化工原理中，研究液体在填料塔中的流动时，以下关于填料层压降的影响因素，不正确的是：（）A.填料的类型B.液体的流量C.填料的堆积方式D.液体的密度10、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11、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度12、化工生产中的过滤操作用于分离固体和液体混合物。对于过滤设备的选择和操作，以下说法错误的是（）A.真空过滤机适用于粘性大的物料B.板框压滤机过滤面积大C.过滤速度与过滤压差成正比D.可以不考虑滤饼的洗涤13、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间14、在化学反应器的设计中，需要考虑多种因素以确保反应的高效进行。对于一个气固相催化反应，以下哪个因素对反应速率的影响相对较小？（）A.催化剂的孔径大小B.反应物的浓度C.反应容器的材质D.催化剂的活性15、在化工中的流化床反应器，关于其特点和适用范围，以下哪种表述是准确的？（）A.流化床反应器内固体颗粒处于流化状态，传热传质效率高，适用于强放热反应和要求有均一温度和浓度的反应B.流化床反应器的操作简单，对物料的粒度和密度没有要求C.流化床反应器的气体返混严重，转化率低，只适用于一些简单的反应D.流化床反应器内固体颗粒容易磨损和带出，增加了后续分离和回收的难度二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在化工过程的安全管理中，如何进行风险评估和隐患排查，制定安全操作规程和培训计划，提高员工的安全意识和应急处理能力。2、（本题5分）化工原理中的萃取精馏是一种特殊的精馏方法，请详细说明萃取精馏的原理和特点，包括萃取剂的作用和选择原则，并分析其与普通精馏的区别和联系。3、（本题5分）分析在高分子化工中，如何控制聚合反应条件和分子量分布，制备具有特定性能的高分子材料，如塑料、橡胶和纤维。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂需要生产一批产品，反应过程为A+B→C，反应速率方程为r=k*C_A^2*C_B，其中反应速率常数k=3m³/(kmol·s)。初始时，反应物A的浓度为4kmol/m³，反应物B的浓度为6kmol/m³，反应在一个体积为20m³的反应器中进行，经过5小时，求产物C的生成量。2、（本题5分）一个精馏塔用于分离异丙醇和水的混合物，进料中异丙醇的摩尔分数为0.4，进料流量为400kmol/h，塔顶馏出液中异丙醇的摩尔分数为0.85，塔釜液中异丙醇的摩尔分数为0.02，相对挥发度为6，计算回流比和理论塔板数。3、（本题5分）一个流化床反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒直径为0.5mm，密度为2000kg/m³，气体流速为2m/s，床层空隙率为0.5，求催化剂的带出速度和最小流化速度。4、（本题5分）某化学反应在间歇釜式反应器中进行，反应为2A+B→3C，初始时A的浓度为3mol/L，B的浓度为2mol/L，反应速率常数为0.8L^2/(mol^2·h)，反应3小时后，计算C的生成量以及A和B的剩余浓度。5、（本题5分）在一个套管式换热器中，热流体走管内，进口温度为200°C，出口温度为150°C，流量为5000kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·K)；冷流体走管间，进口温度为30°C，出口温度为100°C，流量为8000kg/h，比热容为4.2kJ/(kg·K)。求换热器的传热系数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工项目在运营过程中，需要进行环境保护公众参与，以