重庆化工职业学院《化工设计软件》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工设计软件》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、在化工过程的控制中，自动化控制技术发挥着重要作用。以下关于自动化控制系统的组成和工作原理，不正确的是（）A.包括传感器、控制器和执行器B.反馈控制是最常用的控制方式C.控制系统的稳定性不重要D.可以实现精确的过程控制2、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3、化工中的精馏操作可以通过改变操作条件来提高分离效果。当塔顶产品的纯度要求较高时，以下哪个操作条件的调整最为有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜温度C.增加塔顶采出量D.降低塔压4、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5、在化学反应器的设计中，需要考虑热稳定性问题。以下关于热稳定性的分析方法和影响因素，不正确的是（）A.可以通过绝热操作线分析B.与反应的放热量和传热速率有关C.反应物浓度对热稳定性没有影响D.可以采取措施提高热稳定性6、在化工生产的安全管理中，危险因素的识别和评估至关重要。以下关于化工生产中的危险因素，不包括的是（）A.火灾和爆炸B.中毒和窒息C.设备故障D.员工心情好坏7、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要措施之一。以下关于余热回收的方式和技术，不准确的是（）A.可以用于发电B.可以预热物料C.回收效率一定能达到100%D.要考虑余热的品质8、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离混合物。当选择萃取剂时，以下哪个因素不是关键的考虑因素？（）A.对溶质的溶解能力B.与原溶剂的互溶性C.萃取剂的价格D.萃取剂的挥发性9、化工中的精馏操作是分离液体混合物的重要方法。对于精馏塔的设计和操作，以下说法错误的是（）A.理论塔板数可以通过逐板计算法求得B.回流比越大，分离效果越好C.进料位置对塔的性能没有影响D.塔板效率会影响实际塔板数10、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11、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12、在化工流体流动的研究中，对于粘性流体在圆形管道中的流动，当雷诺数小于2000时，流体的流动状态通常为层流。若管道直径增加一倍，而流量保持不变，此时雷诺数会如何变化？（）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1/413、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14、在化工精馏塔的设计中，若要提高塔的分离效率，可以采取多种措施。以下哪种措施对提高分离效率的作用相对较小？（）A.增加塔板数B.增大塔径C.优化塔板结构D.选择合适的回流比15、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16、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染17、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18、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利19、在化学工程实验中，经常需要测量各种物理量。对于测量微小压力差，以下哪种测量仪器的精度和灵敏度最高？（）A.U型管压力计B.差压变送器C.弹簧管压力计D.膜片压力计20、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21、在化工生产中的搅拌釜中，以下哪种搅拌桨叶形式适用于高粘度流体的搅拌？（）A.螺旋桨式B.涡轮式C.锚式D.桨式22、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23、化工中的液液萃取过程，萃取相和萃余相的组成可以通过相平衡关系确定。以下关于相平衡关系的表示方法和应用，不正确的是（）A.可以用三角形相图表示B.可以计算萃取剂的最小用量C.相平衡关系不受温度影响D.用于萃取过程的设计和计算24、在化工中的结晶过程，关于影响结晶产品粒度分布的因素，以下哪种说法是正确的？（）A.结晶产品的粒度分布主要受溶液的过饱和度、搅拌强度、冷却速率和晶种的加入等因素的影响B.结晶过程中，溶液的过饱和度越低，结晶产品的粒度越大C.搅拌强度对结晶产品的粒度分布没有影响，只影响结晶的速率D.晶种的加入会使结晶产品的粒度变小，不利于得到大颗粒的结晶产品25、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶26、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27、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28、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定29、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热过程，以下关于系统内能和熵的变化，哪项说法是正确的？（）A.内能不变，熵增加B.内能增加，熵不变C.内能减少，熵不变D.内能不变，熵不变30、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二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某吸收塔中，用含溶质A浓度为0.005mol/L的吸收剂吸收混合气中的A，进塔气体中A的分压为10kPa，平衡分压与液相浓度关系为p*=5000c（kPa），气相传质系数为0.08kmol/(m^2·s·kPa)，液相传质系数为0.05m/s，计算传质单元高度。2、（本题5分）在一个板式塔中进行苯和甲苯的分离，进料组成中苯的摩尔分数为0.4，塔顶馏出液中苯的摩尔分数为0.95，塔底釜液中苯的摩尔分数为0.05，回流比为3，全塔效率为60%。计算所需的理论板数和实际板数。3、（本题5分）一个板式换热器，冷热流体并流流动，热流体进口温度为200°C，出口温度为120°C，冷流体进口温度为40°C，出口温度为100°C。热流体的流量为10000kg/h，比热容为2.0kJ/(kg·K)，冷流体的流量为8000kg/h，比热容为3.5kJ/(kg·K)。求换热器的传热面积。假设传热系数为1000W/(m²·K)。4、（本题5分）某燃烧炉以天然气为燃料，天然气组成（体积分数）为甲烷90%，乙烷5%，丙烷5%。已知甲烷、乙烷、丙烷的燃烧热分别为890kJ/mol、1560kJ/mol、2220kJ/mol，求天然气的热值。5、（本题5分）某化工厂生产一种产品，需要经过反应、分离和提纯等步骤。反应过程中，反应物A和B按照化学计量比1:2进行反应，反应速率与反应物浓度的关系为r=k*C_A*C_B^2，其中反应速率常数k=2L^2/(mol^2·h)。初始时，反应物A的浓度为2mol/L，反应物B的浓度为4mol/L，反应在一个体积为5L的反应器中进行，经过3小时，求反应物B的浓度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）请全面论述在化学工程中，热交换器的类型、工作原理以及在不同工业流程中如何根据具体需求选择合适的热交换器以实现高效的热量传递。2、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，如何通过控制溶液的pH值和添加剂来改善晶体的性能。3、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化学反应工程中的反应器选型原则，根据反应类型、规模、操作条件等因素如何选择合适的反应器类型如间歇式、连续式等。4、（本题5分）分析