西安工業(yè)大學(xué)《工業(yè)催化基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工過程控制中，串級控制系統(tǒng)可以提高控制品質(zhì)。以下關(guān)于串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.能夠克服干擾B.控制回路多C.調(diào)試簡單D.適用于容量滯后較大的過程2、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析是重要環(huán)節(jié)。以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和誤差分析，不正確的是（）A.可以用線性回歸分析數(shù)據(jù)B.誤差分析只考慮隨機(jī)誤差C.可以通過作圖法直觀展示數(shù)據(jù)D.要對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性進(jìn)行評估3、對于化工中的萃取精餾過程，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用，哪一個(gè)是正確的？（）A.萃取精餾是向精餾塔的塔頂加入萃取劑，增大組分間的相對揮發(fā)度，從而實(shí)現(xiàn)分離沸點(diǎn)接近或形成共沸物的混合物B.萃取精餾只適用于分離芳烴和非芳烴混合物，對其他類型的混合物分離效果不佳C.萃取精餾過程中，萃取劑的加入量越多越好，以提高分離效果D.萃取精餾的操作條件與普通精餾相同，不需要特殊的控制和調(diào)節(jié)4、對于化工中的膜分離技術(shù)，以下關(guān)于反滲透膜的分離原理，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.反滲透膜是一種半透膜，在壓力作用下，溶劑從高濃度溶液一側(cè)透過膜向低濃度溶液一側(cè)遷移，實(shí)現(xiàn)混合物的分離B.反滲透膜的分離只取決于膜的孔徑大小，與溶液的性質(zhì)和壓力無關(guān)C.反滲透膜分離過程中，溶質(zhì)會(huì)在膜表面沉積，導(dǎo)致膜的通量逐漸下降D.反滲透膜只能用于分離水溶液，對有機(jī)溶液的分離效果很差5、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，測量數(shù)據(jù)的誤差分析是必不可少的。以下關(guān)于誤差的來源和處理方法，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差可以通過校準(zhǔn)消除B.隨機(jī)誤差可以通過多次測量平均減小C.粗大誤差對結(jié)果影響不大，可以忽略D.誤差分析可以評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性6、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護(hù)是常見的方法之一。對于一個(gè)長期處于強(qiáng)酸環(huán)境中的設(shè)備，以下哪種涂層材料的防腐性能最為優(yōu)越？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚氨酯涂層C.聚四氟乙烯涂層D.酚醛樹脂涂層7、在化工反應(yīng)設(shè)備中，流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。若要使流化床中的固體顆粒保持良好的流化狀態(tài)，以下哪種操作條件最為關(guān)鍵？（）A.氣體流速B.床層高度C.顆粒大小D.溫度8、在化工過程的優(yōu)化中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對于一個(gè)生產(chǎn)過程，若要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本，以下哪種措施通常是首先考慮的？（）A.改進(jìn)工藝路線B.更換原材料C.增加設(shè)備投資D.減少勞動(dòng)力投入9、對于化工中的干燥過程，以下關(guān)于干燥速率曲線的階段劃分，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.干燥速率曲線通常分為恒速干燥階段和降速干燥階段，恒速干燥階段主要受表面汽化控制，降速干燥階段主要受內(nèi)部擴(kuò)散控制B.干燥速率曲線只有恒速干燥階段，不存在降速干燥階段C.干燥速率曲線的階段劃分取決于干燥介質(zhì)的溫度和濕度，與物料的性質(zhì)無關(guān)D.干燥速率曲線的降速干燥階段，干燥速率與物料的含水量成正比10、化工中的氣液傳質(zhì)設(shè)備有多種類型。對于填料塔和板式塔的比較，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.填料塔的壓降小B.板式塔的操作彈性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分離效率一定高于填料塔11、在化工熱力學(xué)中，對于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，其熵值是增加還是減少？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少12、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進(jìn)行。對于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對反應(yīng)速率的影響相對較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性13、在化工流體力學(xué)中，對于流體在管道中的流動(dòng)阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)雷諾數(shù)在2000到4000之間時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定14、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，關(guān)于間歇式反應(yīng)器的特點(diǎn)，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.間歇式反應(yīng)器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高B.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的組成和溫度等參數(shù)隨時(shí)間變化，操作靈活，但輔助時(shí)間長C.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的反應(yīng)速率始終保持不變，容易控制D.間歇式反應(yīng)器不需要攪拌裝置，物料能夠自動(dòng)混合均勻15、在化工生產(chǎn)中的干燥過程中，以下哪種干燥介質(zhì)的吸濕能力相對較弱？（）A.空氣B.氮?dú)釩.水蒸氣D.煙道氣16、在化工過程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）方法被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于SPC方法的作用，哪項(xiàng)描述不準(zhǔn)確？（）A.預(yù)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17、在化工工藝流程設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保生產(chǎn)的高效和穩(wěn)定。對于一個(gè)涉及多個(gè)反應(yīng)和分離步驟的流程，以下哪個(gè)因素對于優(yōu)化流程順序最為關(guān)鍵？（）A.反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率B.產(chǎn)物的純度要求C.各步驟的成本D.原料的供應(yīng)穩(wěn)定性18、在化工流體力學(xué)中，伯努利方程有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于伯努利方程的適用條件和局限性，不正確的是（）A.適用于理想流體B.忽略了流體的粘性C.對于可壓縮流體也適用D.可以精確計(jì)算實(shí)際流體的能量19、在化工吸收過程中，吸收劑的選擇至關(guān)重要。對于一個(gè)氣體吸收操作，以下哪種吸收劑的性質(zhì)不是主要的考量因素？（）A.吸收劑的化學(xué)穩(wěn)定性B.吸收劑的再生難度C.吸收劑的密度D.吸收劑對溶質(zhì)的選擇性20、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對于一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)體系，以下關(guān)于反應(yīng)級數(shù)的確定方法，不準(zhǔn)確的是（）A.實(shí)驗(yàn)測定法B.初始速率法C.憑經(jīng)驗(yàn)隨意猜測D.積分法21、化工原理中，對于過濾操作，若過濾壓差增大，過濾速率會(huì)如何變化？（）A.線性增大B.非線性增大C.不變D.先增大后不變22、化工過程中的過濾操作常用于分離固體和液體混合物。在一個(gè)恒壓過濾過程中，若過濾介質(zhì)的阻力可以忽略不計(jì)，過濾時(shí)間延長一倍，濾液體積會(huì)增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.無法確定23、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(xiàng)不是關(guān)鍵指標(biāo)？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機(jī)械強(qiáng)度D.膜的顏色24、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對于催化劑的內(nèi)擴(kuò)散阻力影響最大？（）A.催化劑顆粒大小B.反應(yīng)物濃度C.反應(yīng)溫度D.氣體流速25、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性，對于一個(gè)放熱反應(yīng)，以下哪種操作方式可能是合適的？（）A.絕熱操作B.等溫操作C.變溫操作D.以上操作方式效果相同26、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離沸點(diǎn)相近的混合物。以下關(guān)于萃取劑的選擇原則，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.對溶質(zhì)有高的溶解度B.與原溶劑不互溶C.易于回收D.價(jià)格越便宜越好27、化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計(jì)的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重28、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對于一個(gè)絕熱反應(yīng)過程，以下哪個(gè)能量項(xiàng)的變化對反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)？（）A.內(nèi)能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化29、化工生產(chǎn)中的過濾操作用于分離固體和液體混合物。對于過濾設(shè)備的選擇和操作，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.真空過濾機(jī)適用于粘性大的物料B.板框壓濾機(jī)過濾面積大C.過濾速度與過濾壓差成正比D.可以不考慮濾餅的洗滌30、關(guān)于化工過程中的精餾塔節(jié)能措施，以下哪種方法不是有效的節(jié)能途徑？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.優(yōu)化進(jìn)料熱狀態(tài)D.余熱回收利用二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)列管式換熱器中，用熱油加熱冷水。熱油進(jìn)口溫度為180°C，出口溫度為100°C，冷水進(jìn)口溫度為20°C，出口溫度為60°C。已知熱油的比熱容為2500J/(kg·K)，流量為1kg/s，冷水的比熱容為4200J/(kg·K)，求冷水的流量。2、（本題5分）在一個(gè)吸收塔中，用稀硫酸吸收氨氣，進(jìn)塔氣體中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，出塔氣體中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.01，吸收劑中硫酸的濃度為0.5mol/L，氣液比為2，亨利系數(shù)為0.8MPa。計(jì)算吸收塔的傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度。3、（本題5分）一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行二級不可逆反應(yīng)A+2B→3C，反應(yīng)速率常數(shù)為5L2/(mol2·h)。進(jìn)料中A、B的濃度分別為2mol/L和1mol/L，進(jìn)料流量為10L/h，反應(yīng)器體積為25L，計(jì)算出口處各組分的濃度。4、（本題5分）在一個(gè)流化床干燥器中干燥濕物料，濕物料的初始含水量為40%（濕基），干燥產(chǎn)品的含水量要求為5%（濕基），處理量為500kg/h。已知干燥介質(zhì)（熱空氣）的進(jìn)口溫度為120°C，出口溫度為80°C，濕度為0.01kg水/kg干空氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和預(yù)熱器的加熱量。5、（本題5分）一個(gè)板式換熱器用于加熱低溫液體，熱流體進(jìn)口溫度為160°C，出口溫度為100°C，流量為2500kg/h，比熱容為2.3kJ/(kg·K)；冷流體進(jìn)口溫度為30°C，出口溫度為80°C，流量為3500kg/h，比熱容為3.8kJ/(kg·K)。求換熱器的傳熱面積和總傳熱系數(shù)。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡述在化工過程的逆流萃取技術(shù)中，如何通過合理設(shè)計(jì)萃取級數(shù)和流量比實(shí)現(xiàn)高效分離，以及逆流萃取技術(shù)與其他萃取技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用。2、（本題5分）隨著化工行業(yè)對智能化制造的推進(jìn)，分析虛擬工廠技術(shù)在化學(xué)工程中的應(yīng)用，包括工藝流程模擬、生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化和設(shè)備維護(hù)預(yù)測。3、（本題5分）在化工設(shè)計(jì)中，管道布置是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。請說明管道布置的原則和要求，并分析在考慮安全、操作和維護(hù)等方面時(shí)應(yīng)注意的問題。4、（本題5分）化工分離過程中的萃取精餾是一種特殊的精餾