西安工业大学《工业催化基础》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、在化工过程控制中，串级控制系统可以提高控制品质。以下关于串级控制系统的特点，不正确的是：（）A.能够克服干扰B.控制回路多C.调试简单D.适用于容量滞后较大的过程2、在化工原理实验中，数据处理和结果分析是重要环节。以下关于实验数据的处理方法和误差分析，不正确的是（）A.可以用线性回归分析数据B.误差分析只考虑随机误差C.可以通过作图法直观展示数据D.要对实验结果的可靠性进行评估3、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节4、对于化工中的膜分离技术，以下关于反渗透膜的分离原理，哪一项是恰当的？（）A.反渗透膜是一种半透膜，在压力作用下，溶剂从高浓度溶液一侧透过膜向低浓度溶液一侧迁移，实现混合物的分离B.反渗透膜的分离只取决于膜的孔径大小，与溶液的性质和压力无关C.反渗透膜分离过程中，溶质会在膜表面沉积，导致膜的通量逐渐下降D.反渗透膜只能用于分离水溶液，对有机溶液的分离效果很差5、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6、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常见的方法之一。对于一个长期处于强酸环境中的设备，以下哪种涂层材料的防腐性能最为优越？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚四氟乙烯涂层D.酚醛树脂涂层7、在化工反应设备中，流化床反应器具有良好的传热和传质性能。若要使流化床中的固体颗粒保持良好的流化状态，以下哪种操作条件最为关键？（）A.气体流速B.床层高度C.颗粒大小D.温度8、在化工过程的优化中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个生产过程，若要在保证产品质量的前提下降低成本，以下哪种措施通常是首先考虑的？（）A.改进工艺路线B.更换原材料C.增加设备投资D.减少劳动力投入9、对于化工中的干燥过程，以下关于干燥速率曲线的阶段划分，哪一个是准确的？（）A.干燥速率曲线通常分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，恒速干燥阶段主要受表面汽化控制，降速干燥阶段主要受内部扩散控制B.干燥速率曲线只有恒速干燥阶段，不存在降速干燥阶段C.干燥速率曲线的阶段划分取决于干燥介质的温度和湿度，与物料的性质无关D.干燥速率曲线的降速干燥阶段，干燥速率与物料的含水量成正比10、化工中的气液传质设备有多种类型。对于填料塔和板式塔的比较，以下说法错误的是（）A.填料塔的压降小B.板式塔的操作弹性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分离效率一定高于填料塔11、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12、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13、在化工流体力学中，对于流体在管道中的流动阻力，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。当雷诺数在2000到4000之间时，流体的流动状态是什么？（）A.层流B.湍流C.过渡流D.不确定14、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀15、在化工生产中的干燥过程中，以下哪种干燥介质的吸湿能力相对较弱？（）A.空气B.氮气C.水蒸气D.烟道气16、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量17、在化工工艺流程设计中，需要考虑多种因素以确保生产的高效和稳定。对于一个涉及多个反应和分离步骤的流程，以下哪个因素对于优化流程顺序最为关键？（）A.反应的转化率B.产物的纯度要求C.各步骤的成本D.原料的供应稳定性18、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（）A.适用于理想流体B.忽略了流体的粘性C.对于可压缩流体也适用D.可以精确计算实际流体的能量19、在化工吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。对于一个气体吸收操作，以下哪种吸收剂的性质不是主要的考量因素？（）A.吸收剂的化学稳定性B.吸收剂的再生难度C.吸收剂的密度D.吸收剂对溶质的选择性20、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个复杂的化学反应体系，以下关于反应级数的确定方法，不准确的是（）A.实验测定法B.初始速率法C.凭经验随意猜测D.积分法21、化工原理中，对于过滤操作，若过滤压差增大，过滤速率会如何变化？（）A.线性增大B.非线性增大C.不变D.先增大后不变22、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定23、在化工膜分离过程中，膜的性能对分离效果有着重要影响。以下关于膜性能的描述，哪项不是关键指标？（）A.膜的孔径分布B.膜的厚度C.膜的机械强度D.膜的颜色24、在化学反应工程中，对于气固相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的内扩散阻力影响最大？（）A.催化剂颗粒大小B.反应物浓度C.反应温度D.气体流速25、在化学反应器的设计中，若要实现高转化率和高选择性，对于一个放热反应，以下哪种操作方式可能是合适的？（）A.绝热操作B.等温操作C.变温操作D.以上操作方式效果相同26、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离沸点相近的混合物。以下关于萃取剂的选择原则，哪种说法是不准确的？（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.易于回收D.价格越便宜越好27、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重28、在化工过程的能量分析中，需要考虑各种能量的输入和输出。对于一个绝热反应过程，以下哪个能量项的变化对反应结果的影响可以忽略不计？（）A.内能的变化B.焓的变化C.熵的变化D.自由能的变化29、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30、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.优化进料热状态D.余热回收利用二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个列管式换热器中，用热油加热冷水。热油进口温度为180°C，出口温度为100°C，冷水进口温度为20°C，出口温度为60°C。已知热油的比热容为2500J/(kg·K)，流量为1kg/s，冷水的比热容为4200J/(kg·K)，求冷水的流量。2、（本题5分）在一个吸收塔中，用稀硫酸吸收氨气，进塔气体中氨气的摩尔分数为0.1，出塔气体中氨气的摩尔分数为0.01，吸收剂中硫酸的浓度为0.5mol/L，气液比为2，亨利系数为0.8MPa。计算吸收塔的传质单元数和传质单元高度。3、（本题5分）一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行二级不可逆反应A+2B→3C，反应速率常数为5L²/(mol²·h)。进料中A、B的浓度分别为2mol/L和1mol/L，进料流量为10L/h，反应器体积为25L，计算出口处各组分的浓度。4、（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40%（湿基），干燥产品的含水量要求为5%（湿基），处理量为500kg/h。已知干燥介质（热空气）的进口温度为120°C，出口温度为80°C，湿度为0.01kg水/kg干空气。求干燥介质的消耗量和预热器的加热量。5、（本题5分）一个板式换热器用于加热低温液体，热流体进口温度为160°C，出口温度为100°C，流量为2500kg/h，比热容为2.3kJ/(kg·K)；冷流体进口温度为30°C，出口温度为80°C，流量为3500kg/h，比热容为3.8kJ/(kg·K)。求换热器的传热面积和总传热系数。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述在化工过程的逆流萃取技术中，如何通过合理设计萃取级数和流量比实现高效分离，以及逆流萃取技术与其他萃取技术的结合应用。2、（本题5分）随着化工行业对智能化制造的推进，分析虚拟工厂技术在化学工程中的应用，包括工艺流程模拟、生产调度优化和设备维护预测。3、（本题5分）在化工设计中，管道布置是一个重要环节。请说明管道布置的原则和要求，并分析在考虑安全、操作和维护等方面时应注意的问题。4、（本题5分）化工分离过程中的萃取精馏是一种特殊的精馏