四川外国语大学《化工设备设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢2、在化学反应工程中，催化剂能够显著改变反应速率和选择性。对于一个可逆反应，加入合适的催化剂后，正反应和逆反应的速率常数会如何变化？（）A.正反应速率常数增大，逆反应速率常数不变B.正反应速率常数增大，逆反应速率常数减小C.正反应和逆反应速率常数均增大D.正反应和逆反应速率常数均不变3、在化工流体输送过程中，需要考虑管道阻力的影响。当输送高粘度液体时，以下哪种管道材质和内径的组合能够最大程度地减小阻力损失？（）A.不锈钢管道，内径较大B.塑料管道，内径较小C.玻璃管道，内径适中D.铸铁管道，内径较大4、对于化工热力学中的理想气体状态方程，以下关于其适用条件的说法，哪一个是准确的？（）A.理想气体状态方程适用于任何压力和温度下的气体B.理想气体状态方程只适用于高温、低压且分子间无相互作用力的气体C.理想气体状态方程对所有真实气体在任何条件下都能准确描述其性质D.理想气体状态方程主要适用于液体，对气体的适用性较差5、关于化工过程中的萃取精馏，以下哪种情况适合采用该方法进行分离？（）A.两组分沸点接近且相对挥发度小B.两组分沸点差异大且相对挥发度大C.混合物中各组分挥发性都很强D.混合物中各组分挥发性都很弱6、在化学反应工程中，对于一个气固相催化反应，以下关于催化剂颗粒内扩散阻力的影响因素，不正确的是：（）A.催化剂的孔径B.反应气体的浓度C.反应温度D.催化剂的形状7、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8、化学反应的速率不仅取决于反应物的浓度，还受温度的影响。关于温度对反应速率的影响，以下表述不准确的是（）A.温度升高，反应速率一定加快B.符合阿伦尼乌斯方程C.存在一个最佳反应温度D.不同反应对温度的敏感程度不同9、在化学反应动力学研究中，对于一个一级反应，其反应速率常数与反应物浓度的关系是怎样的？反应半衰期又如何随初始浓度变化？（）A.反应速率常数与浓度成正比，半衰期与初始浓度无关B.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度成正比C.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度无关D.反应速率常数与浓度成反比，半衰期与初始浓度成反比10、在化工分离过程中，结晶是一种常用的分离方法。对于一个溶液结晶过程，以下关于影响晶体生长速度的因素，不正确的是：（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.晶体的粒度D.溶液的温度11、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（）A.优化反应条件B.改进分离工艺C.采用余热回收系统D.更换高效的动力设备12、在化工燃烧过程中，为了实现完全燃烧，需要控制合适的空气量。当空气量不足时，会产生哪些不良后果？（）A.燃烧温度升高B.燃料利用率提高C.产生有害气体D.燃烧速度加快13、在化工设备的防腐措施中，涂层防腐是一种常见的方法。对于一个处于腐蚀性环境中的设备，以下关于涂层选择的考虑因素，不正确的是：（）A.涂层的颜色B.涂层的耐腐蚀性C.涂层与基体的结合力D.涂层的施工性能14、对于化工中的化学反应速率方程，以下关于其建立方法，哪一个是准确的？（）A.建立化学反应速率方程通常需要通过实验测定不同条件下的反应速率，然后根据实验数据进行拟合和分析，确定反应级数和速率常数B.化学反应速率方程可以通过理论推导直接得到，不需要进行实验测定C.只要知道反应物和生成物的化学式，就可以写出化学反应速率方程D.化学反应速率方程一旦确定，就不会随反应条件的改变而改变15、在化工反应工程中，研究反应的动力学方程对于优化反应过程非常重要。对于一个复杂的多步反应，以下哪种实验方法能够更准确地确定动力学方程？（）A.间歇实验B.连续实验C.半连续实验D.以上方法结合16、在化工生产的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，需要采取严格的防护措施。若一种气体的爆炸极限范围较宽，说明这种气体的爆炸危险性是高还是低？（）A.高B.低C.无法确定D.取决于其他因素17、在化工生产中的液液萃取过程中，以下哪种因素对萃取效果的影响相对较小？（）A.两相的接触时间B.萃取剂的用量C.萃取温度D.萃取设备的类型18、在化工分离过程中，共沸精馏常用于分离共沸混合物。以下关于共沸精馏的原理和特点，不正确的是（）A.加入共沸剂形成新的共沸物B.共沸剂的选择要考虑其与原混合物的相容性C.共沸精馏一定能实现完全分离D.操作条件较为复杂19、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.热管换热器20、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）解释在化工过程的过滤操作中，过滤介质的选择原则和常见的过滤介质类型及其特点。2、（本题5分）在化工分离过程中，超临界流体萃取技术具有独特的优势，请阐述超临界流体萃取的原理和特点，包括超临界流体的选择和应用领域，并分析其发展前景。3、（本题5分）分析在化工分离过程的新型萃取技术中，如双水相萃取、反胶团萃取等，如何利用其特殊的相平衡和传质特性实现高效分离。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂的某个化学反应过程中，副产物的生成量过多，增加了分离和处理的难度。请分析副产物产生过多的原因，并提出减少副产物生成的策略。2、（本题5分）某化工企业在生产过程中需要进行成本控制，以提高企业的经济效益。分析成本控制的方法和途径。3、（本题5分）某化学工程实验室在进行一项药物中间体的合成实验时，产物的纯度和收率均不理想。请分析实验结果不佳的原因，并提出改进实验方案的建议。4、（本题5分）在农药生产企业中，某工厂需要优化包装设计以减少农药的挥发。请分析具体的改进措施。5、（本题5分）某化工企业的某个产品在储存和运输过程中，容易发生聚合反应，影响产品质量。请分析聚合反应发生的原因，并提出防止聚合反应的措施。四、计算题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个绝热固定床反应器中进行气固相催化反应，反应热为-50kJ/mol，进料温度为300K，反应物浓度为1mol/m³，流速为5m³/h，反应速率表达式为r=kC，其中k=0.1s^(-1)。假设绝热温升系数为