山東理工大學《輕化工程儀器分析》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頁山東理工大學《輕化工程儀器分析》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、化工中的吸收塔設計需要考慮多個因素。當處理高濃度氣體時，以下哪種吸收塔的類型更為合適？（）A.填料塔B.板式塔C.噴淋塔D.鼓泡塔2、在化工生產(chǎn)中，催化劑的選擇和使用對反應過程有著重要影響。對于一個可逆反應，以下哪種類型的催化劑能夠同時提高正反應和逆反應的速率？（）A.正催化劑B.負催化劑C.選擇性催化劑D.以上催化劑類型都可以3、在化學反應器的設計中，以下哪種類型的反應器適用于反應速率慢且需要長時間反應的情況？（）A.間歇式反應器B.連續(xù)式反應器C.半連續(xù)式反應器D.流化床反應器4、化工中的吸附過程存在吸附平衡。對于一個給定的吸附體系，以下哪個因素對吸附平衡的影響最大？（）A.溫度B.壓力C.吸附劑的比表面積D.吸附質(zhì)的濃度5、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關系復雜。對于湍流流動，以下哪種說法是不準確的？（）A.摩擦系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關B.摩擦系數(shù)與管壁粗糙度有關C.隨著雷諾數(shù)增加，摩擦系數(shù)逐漸減小D.不同的湍流模型對摩擦系數(shù)的計算結果可能不同6、對于化工原理中的吸收操作，以下關于吸收劑的選擇原則，哪一項是恰當?shù)?？（）A.吸收劑應具有良好的選擇性、溶解度大、揮發(fā)性小、腐蝕性小、黏度低等特點B.吸收劑的價格越高越好，以保證吸收效果C.吸收劑的揮發(fā)性越大越好，能夠提高吸收效率D.吸收劑的黏度對吸收過程沒有影響，不需要考慮7、在化工過程控制中，PID控制器被廣泛應用。對于一個具有較大滯后特性的化工過程，以下哪種PID參數(shù)的調(diào)整方法能夠更好地提高控制效果？（）A.增大比例系數(shù)B.增大積分時間C.增大微分時間D.同時增大比例系數(shù)和積分時間8、在化工熱力學中，對于理想溶液，其混合過程的焓變和體積變化通常是怎樣的？（）A.焓變和體積變化均為零B.焓變?yōu)榱?，體積變化不為零C.焓變不為零，體積變化為零D.焓變和體積變化均不為零9、在化學反應工程中，催化劑能夠顯著改變反應速率和選擇性。對于一個可逆反應，加入合適的催化劑后，正反應和逆反應的速率常數(shù)會如何變化？（）A.正反應速率常數(shù)增大，逆反應速率常數(shù)不變B.正反應速率常數(shù)增大，逆反應速率常數(shù)減小C.正反應和逆反應速率常數(shù)均增大D.正反應和逆反應速率常數(shù)均不變10、在化工過程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計過程控制（SPC）方法被廣泛應用。以下關于SPC方法的作用，哪項描述不準確？（）A.預測產(chǎn)品質(zhì)量B.診斷過程異常C.優(yōu)化生產(chǎn)工藝D.直接提高產(chǎn)品質(zhì)量11、在化工精餾塔的設計中，若要提高塔的分離效率，可以采取多種措施。以下哪種措施對提高分離效率的作用相對較小？（）A.增加塔板數(shù)B.增大塔徑C.優(yōu)化塔板結構D.選擇合適的回流比12、化工生產(chǎn)中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于干燥過程中的熱質(zhì)傳遞，以下描述不準確的是（）A.熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時進行B.干燥速率取決于內(nèi)部擴散和表面汽化C.濕空氣的性質(zhì)對干燥效果影響不大D.干燥介質(zhì)的選擇很重要13、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)過程中，以下哪種蒸發(fā)器適用于處理熱敏性物料？（）A.降膜蒸發(fā)器B.升膜蒸發(fā)器C.刮板蒸發(fā)器D.強制循環(huán)蒸發(fā)器14、在化學反應工程中，研究反應速率與反應物濃度、溫度等因素的關系至關重要。對于一個復雜的多步反應，以下關于反應速率控制步驟的說法，正確的是：（）A.控制步驟的反應速率最快B.控制步驟決定了整個反應的速率C.控制步驟的反應物濃度最高D.控制步驟受溫度影響最小15、在化工熱力學中，熵增原理是一個重要的概念。以下關于熵增原理在化工過程中的應用，不準確的是（）A.判斷過程的可逆性B.評估能量利用效率C.熵增越大越好D.指導過程的優(yōu)化二、簡答題（本大題共4個小題，共20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、設備狀況和資源供應，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）在化工生產(chǎn)中，精餾塔的操作壓力對分離效果和能耗有著重要影響。請詳細闡述操作壓力的選擇原則，并分析其對精餾過程的具體影響。3、（本題5分）解釋在化工過程的分子蒸餾技術中，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，以及該技術在高沸點、熱敏性物質(zhì)分離中的優(yōu)勢。4、（本題5分）結合化工過程的節(jié)能需求，深入探討熱泵技術在化工中的應用原理、系統(tǒng)組成以及在精餾、干燥等單元操作中的節(jié)能效果。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某間歇反應釜中進行如下反應：A+2B→2C，反應速率方程為-rA=kCA0.8CB1.2，其中k=0.4L/(mol·min)，初始時刻A和B的濃度分別為1.5mol/L和2.0mol/L。反應50min后，計算A的濃度。2、（本題5分）在一個流化床干燥器中干燥濕顆粒物料，物料的初始含水量為0.4（質(zhì)量分數(shù)），要求干燥至0.05（質(zhì)量分數(shù)）。干燥器的空氣進口溫度為120°C，出口溫度為80°C，空氣濕度為0.01kg水/kg干空氣。干燥速率與物料含水量的關系為U=k(X-X)，其中k=0.8，X為物料含水量（kg水/kg絕干物料），X為平衡含水量（假設為0）。計算干燥所需的時間和空氣用量。3、（本題5分）在一個萃取塔中，用有機溶劑萃取水溶液中的溶質(zhì)A。水相進料流量為1000kg/h，溶質(zhì)A的初始濃度為20g/kg。有機相進料流量為800kg/h，溶質(zhì)A在有機相中的初始濃度為5g/kg。分配系數(shù)為3，計算經(jīng)過單級萃取后溶質(zhì)A在水相和有機相中的濃度。4、（本題5分）某化工廠進行裂解反應，原料為戊烷，反應溫度為850℃，壓力為0.8MPa，反應產(chǎn)物包括乙烯、丙烯、丁烯等。已知反應的動力學方程和熱力學參數(shù)，計算戊烷的轉化率和產(chǎn)物的選擇性。5、（本題5分）某理想氣體在絕熱條件下由1.0MPa、10L膨脹到0.1MPa，求膨脹過程的熵變。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化學工程實驗室在進行一項催化反應實驗時，催化劑的活性和選擇性達不到預期效果。請?zhí)接懣赡苡绊懘呋瘎┬阅艿囊蛩兀⑻岢龈倪M的思路和方法。2、（本題10分）某化工廠的一個車間