安陽師范學院《化工基礎(chǔ)》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安陽師范學院《化工基礎(chǔ)》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于化工工藝流程的設(shè)計，以下關(guān)于工藝流程優(yōu)化的目標，哪一個是恰當?shù)?？（）A.工藝流程優(yōu)化的目標是在滿足產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量要求的前提下，最大限度地降低投資成本和運行費用，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益B.工藝流程優(yōu)化只需要考慮技術(shù)上的可行性，不需要考慮經(jīng)濟和環(huán)境因素C.工藝流程優(yōu)化的重點是增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以提高產(chǎn)品的附加值D.工藝流程優(yōu)化主要是為了滿足環(huán)保要求，對生產(chǎn)效率和成本的影響可以忽略2、化工過程中的質(zhì)量傳遞現(xiàn)象普遍存在。在進行氣體吸收操作時，如果要提高吸收劑對氣體溶質(zhì)的吸收率，以下哪個措施最為可行？（）A.增加吸收劑的流量B.降低吸收溫度C.減小吸收塔的高度D.增大氣體流速3、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的設(shè)計需要遵循嚴格的規(guī)范。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，以下關(guān)于其壁厚計算的依據(jù)，不正確的是：（）A.材料的屈服強度B.容器的直徑C.容器內(nèi)的壓力D.容器的長度4、在化工傳熱過程中，對于多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)，各層的熱阻和溫差之間存在何種關(guān)系？（）A.熱阻越大，溫差越大B.熱阻越大，溫差越小C.熱阻與溫差無關(guān)D.取決于傳熱系數(shù)5、在化學反應(yīng)工程中，以下哪種類型的反應(yīng)對反應(yīng)物濃度的變化最為敏感？（）A.零級反應(yīng)B.一級反應(yīng)C.二級反應(yīng)D.三級反應(yīng)6、在化工膜分離過程中，膜的性能對分離效果有著重要影響。以下關(guān)于膜性能的描述，哪項不是關(guān)鍵指標？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機械強度D.膜的顏色7、化學反應(yīng)工程是化學工程的重要分支。對于一個復(fù)雜的化學反應(yīng)體系，以下關(guān)于反應(yīng)級數(shù)的確定方法，不準確的是（）A.實驗測定法B.初始速率法C.憑經(jīng)驗隨意猜測D.積分法8、化工原理中，對于吸收塔的設(shè)計，若氣體的流量增大，而其他條件不變，為了保持相同的吸收率，以下哪種措施需要采??？（）A.增大吸收劑的流量B.減小吸收劑的流量C.增加塔板數(shù)D.減少塔板數(shù)9、在化工設(shè)備的選材中，以下哪種材料通常用于高溫高壓且有腐蝕性介質(zhì)的工況？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鈦合金D.銅合金10、在化工傳熱計算中，當冷熱流體進行并流換熱和逆流換熱時，在相同的進出口溫度條件下，哪種換熱方式的平均溫差較大？（）A.并流換熱B.逆流換熱C.兩者平均溫差相同D.取決于流體的性質(zhì)11、在化工流體流動的研究中，對于粘性流體在圓形管道中的流動，當雷諾數(shù)小于2000時，流體的流動狀態(tài)通常為層流。若管道直徑增加一倍，而流量保持不變，此時雷諾數(shù)會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/412、在化工原理的學習中，流體流動的阻力計算是基礎(chǔ)內(nèi)容之一。以下關(guān)于摩擦系數(shù)的確定方法，不正確的是（）A.可以通過實驗測定B.可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算C.與管道粗糙度無關(guān)D.與流體的流動狀態(tài)有關(guān)13、化工中的結(jié)晶器設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過程，以下哪個結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點最為關(guān)鍵？（）A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置14、化學反應(yīng)工程是化學工程的重要分支。對于一個可逆放熱反應(yīng)，為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.及時移除反應(yīng)產(chǎn)物15、在化工過程的優(yōu)化設(shè)計中，需要綜合考慮經(jīng)濟和技術(shù)因素。以下哪項不是經(jīng)濟因素的主要考慮內(nèi)容？（）A.設(shè)備投資成本B.原材料價格C.反應(yīng)動力學參數(shù)D.產(chǎn)品市場價格16、在化工原理中，研究流體在管道中的流動阻力時，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和管道粗糙度有關(guān)。對于光滑管道，當雷諾數(shù)增加時，以下關(guān)于摩擦系數(shù)的變化，正確的是：（）A.摩擦系數(shù)增大B.摩擦系數(shù)減小C.摩擦系數(shù)不變D.摩擦系數(shù)先減小后增大17、化工過程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質(zhì)濃度D.減小進料量18、在化工過程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計算法19、化學反應(yīng)的動力學方程描述了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。以下關(guān)于動力學方程的建立方法，不正確的是（）A.通過實驗數(shù)據(jù)擬合B.基于反應(yīng)機理推導(dǎo)C.憑空想象D.結(jié)合實驗和理論分析20、在化工過程的物料輸送中，壓縮氣體的功耗與氣體的壓縮比有關(guān)。以下哪種壓縮過程的功耗最?。浚ǎ〢.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述在化工企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度與優(yōu)化中，如何根據(jù)市場需求、設(shè)備狀況和資源供應(yīng)，制定合理的生產(chǎn)計劃和調(diào)度方案，提高生產(chǎn)效率。2、（本題5分）化工過程中的蒸發(fā)操作中，多效蒸發(fā)是提高能源利用效率的重要手段。請詳細介紹多效蒸發(fā)的原理和流程，并討論如何確定多效蒸發(fā)的效數(shù)和優(yōu)化操作條件。3、（本題5分）解釋在化工過程的分子蒸餾技術(shù)中，如何利用分子運動的平均自由程差異實現(xiàn)物質(zhì)的分離，以及該技術(shù)在高沸點、熱敏性物質(zhì)分離中的優(yōu)勢。4、（本題5分）在化學反應(yīng)工程中，連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中的返混現(xiàn)象會影響反應(yīng)結(jié)果。請論述返混的概念和產(chǎn)生原因，并分析如何通過實驗或模型來描述和控制返混程度。5、（本題5分）化工熱力學中的活度系數(shù)模型用于描述溶液的非理想性，請解釋活度系數(shù)的概念，介紹常見的活度系數(shù)模型（如威爾遜模型、NRTL模型等），并說明它們的適用條件。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工園區(qū)內(nèi)的多家企業(yè)存在廢水排放問題，對周邊水體造成了污染。請分析如何設(shè)計一個有效的廢水處理系統(tǒng)。2、（本題5分）某化工廠的某個生產(chǎn)車間存在粉塵飛揚的問題，對員工健康和環(huán)境造成危害。請分析粉塵產(chǎn)生的原因，并提出有效的粉塵治理措施。3、（本題5分）一家化妝品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)了油膩感。請分析可能的原因并提出解決方案。4、（本題5分）在農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要優(yōu)化制劑配方以提高藥效。請分析具體的改進措施。5、（本題5分）在石油化工領(lǐng)域，某煉油廠需要對原油進行深度加工。請分析該過程中涉及的主要化學工程原理和可能面臨的挑戰(zhàn)。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個間歇釜式反應(yīng)器中進行二級不可逆反應(yīng)2A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)。初始時A的濃度為4mol/L，反應(yīng)5小時后，A的濃度變?yōu)?mol/L。求該反應(yīng)器的有效體積。2、（本題10分）一個板式換熱器，冷熱流體逆流流動，熱流體進口溫度為180°C，出口溫度為100°C，冷流體進口溫度為30°C，出口溫度為80°C。熱流體的流量為8000kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)，冷