四川音乐学院《化工过程开发与试验设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页四川音乐学院

《化工过程开发与试验设计》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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，反馈控制是一种常见的控制策略。以下关于反馈控制的特点，哪项描述是不准确的？（）A.能够克服所有干扰B.基于被控变量的测量值进行调节C.可能存在一定的滞后D.系统结构相对简单2、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3、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4、化工中的搅拌釜传热过程需要强化。对于提高搅拌釜的传热系数，以下哪个措施最为有效？（）A.增加搅拌桨的数量B.改变搅拌桨的类型C.在釜内安装内盘管D.提高搅拌转速5、在化工热力学中，对于一个绝热可逆膨胀过程，系统的温度和压力会如何变化？（）A.温度降低，压力降低B.温度升高，压力升高C.温度不变，压力降低D.温度降低，压力不变6、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度7、在化学吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。当吸收一个具有较高溶解度的气体时，以下关于吸收剂性能的要求，不正确的是：（）A.吸收剂的化学稳定性要高B.吸收剂的挥发性要低C.吸收剂的粘度要大D.吸收剂与被吸收气体的反应速率要快8、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9、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单10、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11、化工过程中的结晶操作常用于提纯物质。在一个冷却结晶过程中，若冷却速度过快，可能会导致什么问题？（）A.晶体粒度均匀B.晶体纯度提高C.形成大量细小晶体D.提高结晶收率12、在化工自动化控制中，以下哪种控制方式能够实现对被控变量的无差调节？（）A.位式控制B.比例控制C.积分控制D.微分控制13、关于化工过程中的气液传质设备，以下哪种设备适用于处理易发泡的物料？（）A.泡罩塔B.筛板塔C.浮阀塔D.填料塔14、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件15、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16、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（）A.水B.空气C.冷冻盐水D.导热油17、在化工热力学的研究中，以下哪个热力学定律是判断过程自发方向的依据？（）A.热力学第一定律B.热力学第二定律C.热力学第三定律D.盖斯定律18、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下关于催化剂外扩散阻力的消除方法，不正确的是：（）A.提高搅拌速度B.减小催化剂颗粒尺寸C.增加反应物浓度D.升高反应温度19、在化工过程的优化设计中，以下哪个方面的考虑对于减少环境污染最为重要？（）A.选择清洁的原料B.优化反应条件C.采用高效的分离技术D.设计合理的废物处理方案20、在化工热力学中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，不准确的是（）A.判断过程的可逆性B.评估能量利用效率C.熵增越大越好D.指导过程的优化二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化工原理中，过滤操作是固液分离的常用方法。请说明过滤的基本原理和常见的过滤设备，并分析影响过滤速率的因素。2、（本题5分）化工热力学中的Gibbs-Duhem方程在多组分系统的研究中具有重要地位，请解释Gibbs-Duhem方程的表达式和物理意义，并说明其在相平衡计算中的应用。3、（本题5分）化工原理中的蒸发操作常用于溶液的浓缩，请详细说明蒸发过程的原理和特点，包括蒸发器的类型（如中央循环管式、外加热式等）和操作要点，并分析如何提高蒸发效率。4、（本题5分）分析在化工设备的强度计算中，如何进行外压容器的稳定性分析和设计。5、（本题5分）详细说明在化工热力学中，如何利用状态方程计算纯物质和混合物的热力学性质，如焓、熵等。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家化妆品生产企业的产品出现了稳定性问题。请分析可能的原因并提出解决方案。2、（本题5分）一家化工企业计划扩大生产规模，但在规划新厂区时面临诸多挑战。请分析新厂区规划可能遇到的问题，并给出合理的规划方案和建议。3、（本题5分）某化学工程研究所在进行一项膜分离技术的应用研究时，膜的使用寿命过短，增加了运行成本。请分析膜寿命短的原因，并提出延长膜使用寿命的策略。4、（本题5分）一家以生产电子化学品为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和电子性能要求。分析如何开发出环保型电子化学品产品。5、（本题5分）在一项化工合成反应中，反应温度的控制不稳定，影响了反应的选择性和收率。请分析温度控制不稳定的原因，并提出改进温度控制的技术手段。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个换热器中，用温度为100°C的饱和水蒸气将流量为2000kg/h的某种液体从20°C加热到80°C。已知液体的比热容为2.5kJ/(kg·K)，水蒸气的冷凝潜热为2257kJ/kg，求所需的水蒸气质量流量。2、（本题10分）在一个固定床催化反应器中进行一级反应，反应速率常数为0.2h^-1，催化剂床层体积为0.8m^3，进料中反应物浓度为3kmol/m^3，体积流