江蘇航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《化工生產(chǎn)仿真實(shí)驗(yàn)》2023-2024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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)江蘇航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《化工生產(chǎn)仿真實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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、在化工物料衡算中，對(duì)于一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的化工過(guò)程，以下關(guān)于輸入和輸出物料量的關(guān)系，哪項(xiàng)是必然成立的？（）A.輸入物料的質(zhì)量等于輸出物料的質(zhì)量B.輸入物料的體積等于輸出物料的體積C.輸入物料的摩爾數(shù)等于輸出物料的摩爾數(shù)D.輸入物料的總能量等于輸出物料的總能量2、化工熱力學(xué)中，對(duì)于混合物的汽液平衡計(jì)算，活度系數(shù)模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性較強(qiáng)，以下哪種活度系數(shù)模型可能更準(zhǔn)確？（）A.威爾遜模型B.理想溶液模型C.正規(guī)溶液模型D.非隨機(jī)雙液模型3、化工中的吸收塔設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)因素。當(dāng)處理高濃度氣體時(shí)，以下哪種吸收塔的類(lèi)型更為合適？（）A.填料塔B.板式塔C.噴淋塔D.鼓泡塔4、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5、在化工結(jié)晶設(shè)備的選擇中，需要考慮多種因素。以下哪項(xiàng)因素對(duì)于結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布影響相對(duì)較??？（）A.攪拌速度B.冷卻速率C.設(shè)備的材質(zhì)D.晶種的加入量6、在化工反應(yīng)的催化劑中毒現(xiàn)象中，以下哪種物質(zhì)通常不是導(dǎo)致催化劑中毒的常見(jiàn)因素？（）A.重金屬離子B.惰性氣體C.硫化物D.鹵素化合物7、在化工反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)自催化反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系具有特殊的特點(diǎn)。以下關(guān)于自催化反應(yīng)的描述，哪項(xiàng)是不正確的？（）A.反應(yīng)初期速率較慢B.存在一個(gè)最佳反應(yīng)物濃度使反應(yīng)速率最大C.反應(yīng)后期速率減慢D.反應(yīng)速率始終隨反應(yīng)物濃度的增加而增加8、在化工過(guò)程的能量分析中，熵增原理是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于熵增原理在化工過(guò)程中的應(yīng)用，哪項(xiàng)表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過(guò)程的可行性B.絕熱不可逆過(guò)程的熵增大于零C.熵增越大，過(guò)程的能量利用效率越高D.可逆過(guò)程的熵增為零9、化工傳熱過(guò)程在許多工藝中都有應(yīng)用。在一個(gè)需要快速加熱的化工反應(yīng)中，以下哪種傳熱方式能夠最迅速地將熱量傳遞給反應(yīng)物料？（）A.對(duì)流傳熱B.熱傳導(dǎo)C.輻射傳熱D.以上三種方式結(jié)合10、在化工流程模擬中，需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個(gè)順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗(yàn)證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、收集數(shù)據(jù)、模型驗(yàn)證11、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的建立是關(guān)鍵步驟之一。以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的選擇和構(gòu)建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟(jì)效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素12、在化工過(guò)程的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中，凈現(xiàn)值（NPV）是常用的指標(biāo)之一。當(dāng)NPV大于零時(shí)，意味著什么？（）A.項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上不可行B.項(xiàng)目的收益小于成本C.項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上可行D.項(xiàng)目的收益等于成本13、在化工過(guò)程的自動(dòng)化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)的調(diào)整，哪項(xiàng)說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？（）A.增大比例系數(shù)可以加快響應(yīng)速度B.增大積分時(shí)間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時(shí)間可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數(shù)的調(diào)整不依賴(lài)于系統(tǒng)的特性14、在化工中的流化床反應(yīng)器，關(guān)于其特點(diǎn)和適用范圍，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒處于流化狀態(tài)，傳熱傳質(zhì)效率高，適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)和要求有均一溫度和濃度的反應(yīng)B.流化床反應(yīng)器的操作簡(jiǎn)單，對(duì)物料的粒度和密度沒(méi)有要求C.流化床反應(yīng)器的氣體返混嚴(yán)重，轉(zhuǎn)化率低，只適用于一些簡(jiǎn)單的反應(yīng)D.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒容易磨損和帶出，增加了后續(xù)分離和回收的難度15、在化工熱力學(xué)中，研究純物質(zhì)的相平衡時(shí)，克勞修斯-克拉佩龍方程描述了蒸氣壓與溫度的關(guān)系。對(duì)于一種揮發(fā)性液體，以下關(guān)于其蒸氣壓隨溫度變化的趨勢(shì)，正確的是：（）A.溫度升高，蒸氣壓線(xiàn)性增加B.溫度升高，蒸氣壓指數(shù)增加C.溫度升高，蒸氣壓先增加后減小D.溫度升高，蒸氣壓不變二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述在化工過(guò)程的多相流研究中，如何分析氣液、液液、氣固等多相體系的流動(dòng)、混合和傳遞現(xiàn)象，為相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作提供理論基礎(chǔ)。2、（本題5分）隨著化工行業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)的壓力增大，分析化工企業(yè)的環(huán)境責(zé)任和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，包括環(huán)境績(jī)效評(píng)估、生命周期評(píng)價(jià)等方法的應(yīng)用。3、（本題5分）化學(xué)反應(yīng)工程中，討論非均相催化反應(yīng)的特點(diǎn)和過(guò)程，包括催化劑的外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散和表面反應(yīng)步驟，并說(shuō)明如何消除內(nèi)外擴(kuò)散的影響以提高反應(yīng)速率。三、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)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)為A→2B，反應(yīng)速率方程為r=kC_A，其中k=0.5mol/(L·s)，進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，氣體流速為5L/s。若流化床的體積為50L，計(jì)算反應(yīng)器出口處A和B的濃度。2、（本題5分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h^-1。進(jìn)料流量為10L/h，進(jìn)料中A的濃度為2mol/L。求達(dá)到80%轉(zhuǎn)化率時(shí)反應(yīng)器的體積。假設(shè)反應(yīng)混合物的密度不變。3、（本題5分）在一個(gè)管式換熱器中，用溫度為180°C的熱油將流量為2kg/s的冷水從20°C加熱到80°C。已知熱油的比熱容為2.5kJ/(kg·K)，冷水的比熱容為4.2kJ/(kg·K)，求換熱器的傳熱面積（假設(shè)傳熱系數(shù)為500W/(m2·K)）。4、（本題5分）一個(gè)連續(xù)干燥器在非等焓條件下操作，濕物料的處理量為1800kg/h，初含水量為0.42（濕基），終含水量為0.08（濕基），干燥介質(zhì)為熱空氣，進(jìn)口溫度為140°C，濕度為0.008kg/kg干氣，出口溫度為85°C，濕度為0.04kg/kg干氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和預(yù)熱器的加熱量。5、（本題5分）某精餾塔操作時(shí)，塔頂壓力為101.3kPa，塔釜壓力為120kPa，塔板間距為0.5m，平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5，進(jìn)料位置在第10塊板（從塔頂往下數(shù)），計(jì)算進(jìn)料板的壓力。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化工企業(yè)的生產(chǎn)車(chē)間存在電氣安全隱患，可能引發(fā)電氣事故。分析電氣