北京理工大學(xué)《化工設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)北京理工大學(xué)

《化工設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，采用絕熱操作和采用換熱操作相比，以下關(guān)于反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的說(shuō)法，正確的是：（）A.絕熱操作的轉(zhuǎn)化率更高B.換熱操作的轉(zhuǎn)化率更高C.轉(zhuǎn)化率相同D.取決于具體的反應(yīng)條件2、在化工反應(yīng)的多相催化中，催化劑的載體具有重要作用。以下關(guān)于催化劑載體的功能，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.提高催化劑的活性B.增加催化劑的比表面積C.改善催化劑的熱穩(wěn)定性D.降低催化劑的成本3、在化工設(shè)備的密封形式中，以下哪種密封適用于高溫高壓且有毒有害介質(zhì)的場(chǎng)合？（）A.填料密封B.機(jī)械密封C.迷宮密封D.液封4、化工中的萃取過(guò)程需要選擇合適的萃取劑。對(duì)于一個(gè)水相和有機(jī)相密度差較小的體系，以下哪種萃取劑的選擇原則更為重要？（）A.萃取劑的選擇性B.萃取劑的溶解性C.萃取劑的密度D.萃取劑的穩(wěn)定性5、在化工生產(chǎn)中，換熱器是常見的設(shè)備。對(duì)于一個(gè)逆流操作的換熱器，當(dāng)冷熱流體的進(jìn)口溫度不變，而熱流體的流量增加時(shí)，以下關(guān)于傳熱溫差的變化，正確的是：（）A.傳熱溫差增大B.傳熱溫差減小C.傳熱溫差不變D.傳熱溫差的變化無(wú)法確定6、化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。對(duì)于結(jié)晶過(guò)程的影響因素，以下說(shuō)法不正確的是（）A.溶液過(guò)飽和度是關(guān)鍵因素B.攪拌速度對(duì)結(jié)晶粒度有影響C.雜質(zhì)的存在總是不利于結(jié)晶D.冷卻速率會(huì)影響結(jié)晶形態(tài)7、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)平行反應(yīng)，若主反應(yīng)的活化能大于副反應(yīng)的活化能，升高溫度對(duì)主反應(yīng)的選擇性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低8、在化工分離過(guò)程中，精餾是常用的方法之一。當(dāng)處理具有較大相對(duì)揮發(fā)度的混合物時(shí)，以下關(guān)于精餾塔所需理論塔板數(shù)的說(shuō)法，正確的是：（）A.相對(duì)揮發(fā)度越大，理論塔板數(shù)越多B.相對(duì)揮發(fā)度越大，理論塔板數(shù)越少C.理論塔板數(shù)與相對(duì)揮發(fā)度無(wú)關(guān)D.相對(duì)揮發(fā)度對(duì)理論塔板數(shù)的影響不確定9、化學(xué)反應(yīng)工程中的催化反應(yīng)，催化劑起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應(yīng)速率B.催化劑的活性會(huì)永久保持C.中毒和燒結(jié)會(huì)導(dǎo)致失活D.可以改變反應(yīng)的選擇性10、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，通常采用阿倫尼烏斯方程。當(dāng)活化能增大時(shí)，以下關(guān)于溫度對(duì)反應(yīng)速率影響程度的說(shuō)法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無(wú)法確定溫度的影響程度11、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)反應(yīng)進(jìn)行催化。對(duì)于一個(gè)需要高選擇性的催化反應(yīng)，以下哪種催化劑的制備方法能夠更好地控制催化劑的活性和選擇性？（）A.浸漬法B.沉淀法C.溶膠-凝膠法D.離子交換法12、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散影響，以下描述不正確的是（）A.會(huì)降低反應(yīng)速率B.可以通過(guò)減小催化劑顆粒尺寸來(lái)消除C.對(duì)所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)13、在化工過(guò)程的控制中，自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成和工作原理，不正確的是（）A.包括傳感器、控制器和執(zhí)行器B.反饋控制是最常用的控制方式C.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性不重要D.可以實(shí)現(xiàn)精確的過(guò)程控制14、化工中的干燥設(shè)備種類繁多。對(duì)于干燥一種含水量較高且易結(jié)塊的物料，以下哪種干燥設(shè)備更為適用？（）A.流化床干燥器B.廂式干燥器C.噴霧干燥器D.回轉(zhuǎn)圓筒干燥器15、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過(guò)程，以下哪個(gè)因素對(duì)于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強(qiáng)度C.過(guò)飽和度D.晶種的加入量16、在化工膜分離過(guò)程中，膜的性能對(duì)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17、化工過(guò)程中的傳熱強(qiáng)化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)于傳熱強(qiáng)化的方法，不正確的是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.降低流體流速D.使用高效傳熱元件18、在化工生產(chǎn)中的固體物料輸送，以下哪種輸送方式適用于長(zhǎng)距離輸送？（）A.皮帶輸送機(jī)B.螺旋輸送機(jī)C.斗式提升機(jī)D.氣力輸送19、在化工流體流動(dòng)中，對(duì)于突擴(kuò)管的局部阻力系數(shù)，主要取決于管徑的變化比例。若管徑突然擴(kuò)大兩倍，局部阻力系數(shù)會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小20、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設(shè)備之一。當(dāng)離心泵的安裝高度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？（）A.流量增大B.揚(yáng)程降低C.發(fā)生氣蝕現(xiàn)象D.效率提高21、化工中的干燥器有多種類型，如廂式干燥器、流化床干燥器等。以下關(guān)于不同類型干燥器的優(yōu)缺點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是（）A.廂式干燥器操作簡(jiǎn)單B.流化床干燥器干燥效率高C.干燥器的選擇只考慮干燥速率D.要綜合考慮多種因素22、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素對(duì)晶體的粒度分布影響最大？（）A.溶液的過(guò)飽和度控制B.結(jié)晶器的攪拌強(qiáng)度C.結(jié)晶器的材質(zhì)D.結(jié)晶器的形狀23、在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)混合物進(jìn)行分離和提純。對(duì)于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進(jìn)行分離，以下哪種因素對(duì)分離效果的影響最為關(guān)鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質(zhì)的溫度24、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究中，對(duì)于一個(gè)二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的平方成正比。若初始反應(yīng)物濃度增加一倍，反應(yīng)速率會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍25、化工生產(chǎn)中的過(guò)濾操作，過(guò)濾介質(zhì)的選擇對(duì)過(guò)濾效果有重要影響。以下關(guān)于過(guò)濾介質(zhì)的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度B.過(guò)濾阻力要小C.過(guò)濾介質(zhì)的選擇不考慮價(jià)格D.要適應(yīng)過(guò)濾物料的性質(zhì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在化工反應(yīng)工程中，如何進(jìn)行反應(yīng)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性分析和采取相應(yīng)的控制措施。2、（本題5分）在化工分離過(guò)程中，超臨界流體萃取技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)闡述超臨界流體萃取的原理和特點(diǎn)，包括超臨界流體的選擇和應(yīng)用領(lǐng)域，并分析其發(fā)展前景。3、（本題5分）化工設(shè)備中的換熱器在熱量交換中起著關(guān)鍵作用，請(qǐng)闡述常見換熱器的類型（如管殼式、板式等）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍，并分析如何提高換熱器的傳熱效率。4、（本題5分）簡(jiǎn)述在離子液體在化工中的應(yīng)用研究，包括作為溶劑、催化劑和電解質(zhì)等方面，探討離子液體的特性和優(yōu)勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某化工企業(yè)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力不足，需要進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)和創(chuàng)新。分析產(chǎn)品升級(jí)和創(chuàng)新的方向及可能面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）在一項(xiàng)化工合成工藝中，產(chǎn)物的選擇性受到反應(yīng)壓力的影響。請(qǐng)分析反應(yīng)壓力對(duì)產(chǎn)物選擇性的作用機(jī)制，并提出優(yōu)化反應(yīng)壓力的方案。3、（本題5分）某化工項(xiàng)目在可行性研究階段，需要對(duì)項(xiàng)目的技術(shù)可行性進(jìn)行深入分析。請(qǐng)分析技術(shù)可行性分析的內(nèi)容和方法。4、（本題5分）一家制藥企業(yè)的一種藥物在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行粉碎操作。請(qǐng)分析粉碎過(guò)程中的關(guān)鍵因素和控制方法。5、（本題5分）一家食品加工企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的廢渣進(jìn)行處理。請(qǐng)分析可行的處理方法。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化工廠有一個(gè)列管式換熱器，用飽和水蒸氣將某種液體從20°C加熱到80°C。換熱器由25×2.5mm的鋼管組成，管長(zhǎng)3m，共50根。液體在管內(nèi)流動(dòng)，流速為0.5m/s，其比熱容為2kJ/(kg·K)，密度為900kg/m^3，粘度為0.001Pa·s。水蒸氣在管外冷凝，冷凝溫度為100°C。計(jì)算總傳熱系數(shù)和傳熱面積是否滿足傳熱要求。2、（本題10分）一個(gè)膜分離裝置處理含有溶質(zhì)A和B的混合溶液，進(jìn)料流量為500L/h，溶質(zhì)A和B的初始濃度分別為100mg/L和50mg/L，膜對(duì)A和B的截留率