扬州中瑞酒店职业学院《生化工厂设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《生化工厂设计》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、在化工反应的催化剂研究中，催化剂的活性中心结构对反应性能起着关键作用。以下哪种方法通常不能用于研究催化剂的活性中心？（）A.电子显微镜观察B.化学分析C.红外光谱分析D.肉眼直接观察2、在化学反应工程中，以下哪种类型的反应对反应物浓度的变化最为敏感？（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应3、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个可逆放热反应，为了提高反应的转化率，以下哪种操作策略通常是最为有效的？（）A.降低反应温度B.提高反应温度C.增加反应物浓度D.及时移除反应产物4、在化工过程的优化中，灵敏度分析可以帮助确定关键参数。对于一个化工过程模型，以下关于灵敏度分析的作用，不正确的是：（）A.评估参数变化对结果的影响程度B.确定最优操作条件C.简化模型D.验证模型的准确性5、在化工设备的设计中，关于压力容器的设计准则，以下哪种表述是恰当的？（）A.压力容器的设计应遵循强度失效、刚度失效和稳定性失效等多种准则，确保容器在规定的使用条件下安全可靠B.压力容器的设计只需要考虑强度失效准则，其他失效形式可以忽略C.压力容器的设计可以采用低于标准的材料和制造工艺，以降低成本D.压力容器的设计压力可以超过其标注的最高工作压力，只要定期检验即可6、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本7、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8、化工生产中的精馏操作，塔板上气液接触方式有多种。以下关于不同气液接触方式的特点，不正确的是（）A.鼓泡接触传质效率高B.喷射接触适用于大液量C.泡沫接触稳定性好D.选择接触方式不考虑工艺要求9、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰10、化工中的结晶器设计对产品质量有重要影响。对于生产大颗粒晶体的结晶过程，以下哪个结晶器的结构特点最为关键？（）A.具有强烈的搅拌B.较大的容积C.缓慢的冷却速度D.良好的晶种添加装置11、在化工过程的节能减排措施中，能量集成技术发挥着重要作用。对于一个包含多个热交换过程的化工系统，以下哪种能量集成方法能够最大程度地提高能源利用效率？（）A.热交换网络优化B.热泵技术应用C.余热锅炉利用D.以上都是12、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13、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性14、对于化工过程中的萃取过程，以下哪种情况下萃取剂的用量需要增加？（）A.溶质在原溶剂中的溶解度增大B.溶质在萃取剂中的溶解度减小C.原溶剂与萃取剂的互溶性增强D.萃取相和萃余相的分离难度增大15、在化工设备的设计中，对于承受内压的薄壁容器，以下哪个参数是确定容器壁厚的关键因素？（）A.工作压力B.容器直径C.材料的许用应力D.以上因素都很关键二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在纳米技术与化学工程的交叉领域，如何制备和应用纳米材料来改进化工过程和产品性能，如纳米催化剂、纳米涂层等。2、（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。3、（本题5分）在化工生产中，流体输送是常见的操作。请论述离心泵的工作原理，并分析其在实际应用中可能出现的故障及解决方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某精馏塔分离苯-甲苯混合物，进料量为100kmol/h，进料组成xF=0.4（苯的摩尔分数），要求塔顶产品中苯的含量xD不低于0.9，塔底产品中苯的含量xW不高于0.1。已知相对挥发度α=2.5，回流比为4。计算塔顶和塔底的产品流量。2、（本题5分）一个连续釜式搅拌反应器（CSTR）串联一个平推流反应器（PFR）进行三级不可逆反应3A→B，反应速率常数为2L³/(mol³·h)。CSTR体积为20L，PFR体积为30L，进料中A的浓度为4mol/L，进料流量为15L/h，计算出口处A和B的浓度。3、（本题5分）某精馏塔分离二元混合物，进料热状态参数为0.8，进料组成（摩尔分数）为0.5，进料流量为80kmol/h，塔顶馏出液采出率为0.4。回流比为3，理论板数为12，相对挥发度为2.0。计算塔顶和塔底产品的组成。4、（本题5分）某理想气体经历一个多变过程，从初始状态（压力2MPa，温度400K）变化到终态（压力0.5MPa，温度300K），多变指数为1.2，计算气体对外所做的功。5、（本题5分）一个吸收塔用稀硫酸溶液吸收工业废气中的氨气，进气中氨气的浓度为10%（体积分数），流量为2000m³/h，吸收剂硫酸溶液的流量为5000L/h，浓度为0.5mol/L。吸收反应为：2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄。假设反应完全，计算出口气体中氨气的浓度和硫酸溶液的浓度变化。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一项化工合成工艺中，原料的转化率较低，造成了原料的浪费和成本的增加。请分析影响原料转