山東理工大學(xué)《輕化工程儀器分析》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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)山東理工大學(xué)《輕化工程儀器分析》

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1分，共15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、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(duì)反應(yīng)過(guò)程有著重要影響。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，以下哪種類型的催化劑能夠同時(shí)提高正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率？（）A.正催化劑B.負(fù)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(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，以下哪種類型的反應(yīng)器適用于反應(yīng)速率慢且需要長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)的情況？（）A.間歇式反應(yīng)器B.連續(xù)式反應(yīng)器C.半連續(xù)式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器4、化工中的吸附過(guò)程存在吸附平衡。對(duì)于一個(gè)給定的吸附體系，以下哪個(gè)因素對(duì)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(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系復(fù)雜。對(duì)于湍流流動(dòng)，以下哪種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？（）A.摩擦系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)B.摩擦系數(shù)與管壁粗糙度有關(guān)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(duì)摩擦系數(shù)的計(jì)算結(jié)果可能不同6、對(duì)于化工原理中的吸收操作，以下關(guān)于吸收劑的選擇原則，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.吸收劑應(yīng)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(diǎn)B.吸收劑的價(jià)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(duì)吸收過(guò)程沒(méi)有影響，不需要考慮7、在化工過(guò)程控制中，PID控制器被廣泛應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)具有較大滯后特性的化工過(guò)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(shí)間C.增大微分時(shí)間D.同時(shí)增大比例系數(shù)和積分時(shí)間8、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于理想溶液，其混合過(guò)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(xué)反應(yīng)工程中，催化劑能夠顯著改變反應(yīng)速率和選擇性。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，加入合適的催化劑后，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù)會(huì)如何變化？（）A.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)不變B.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)減小C.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均增大D.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均不變10、在化工過(guò)程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計(jì)過(guò)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(cè)產(chǎn)品質(zhì)量B.診斷過(guò)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(shè)計(jì)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(duì)提高分離效率的作用相對(duì)較??？（）A.增加塔板數(shù)B.增大塔徑C.優(yōu)化塔板結(jié)構(gòu)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(duì)于干燥過(guò)程中的熱質(zhì)傳遞，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時(shí)進(jìn)行B.干燥速率取決于內(nèi)部擴(kuò)散和表面汽化C.濕空氣的性質(zhì)對(duì)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(guò)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(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器14、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度等因素的關(guān)系至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的多步反應(yīng)，以下關(guān)于反應(yīng)速率控制步驟的說(shuō)法，正確的是：（）A.控制步驟的反應(yīng)速率最快B.控制步驟決定了整個(gè)反應(yīng)的速率C.控制步驟的反應(yīng)物濃度最高D.控制步驟受溫度影響最小15、在化工熱力學(xué)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，不準(zhǔn)確的是（）A.判斷過(guò)程的可逆性B.評(píng)估能量利用效率C.熵增越大越好D.指導(dǎo)過(guò)程的優(yōu)化二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)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(chǎng)需求、設(shè)備狀況和資源供應(yīng)，制定合理的生產(chǎn)計(jì)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(duì)分離效果和能耗有著重要影響。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述操作壓力的選擇原則，并分析其對(duì)精餾過(guò)程的具體影響。3、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的分子蒸餾技術(shù)中，如何利用分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程差異實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，以及該技術(shù)在高沸點(diǎn)、熱敏性物質(zhì)分離中的優(yōu)勢(shì)。4、（本題5分）結(jié)合化工過(guò)程的節(jié)能需求，深入探討熱泵技術(shù)在化工中的應(yīng)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(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某間歇反應(yīng)釜中進(jìn)行如下反應(yīng)：A+2B→2C，反應(yīng)速率方程為-rA=kCA0.8CB1.2，其中k=0.4L/(mol·min)，初始時(shí)刻A和B的濃度分別為1.5mol/L和2.0mol/L。反應(yīng)50min后，計(jì)算A的濃度。2、（本題5分）在一個(gè)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?jǐn)?shù)），要求干燥至0.05（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。干燥器的空氣進(jìn)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(guān)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(shè)為0）。計(jì)算干燥所需的時(shí)間和空氣用量。3、（本題5分）在一個(gè)萃取塔中，用有機(jī)溶劑萃取水溶液中的溶質(zhì)A。水相進(jìn)料流量為1000kg/h，溶質(zhì)A的初始濃度為20g/kg。有機(jī)相進(jìn)料流量為800kg/h，溶質(zhì)A在有機(jī)相中的初始濃度為5g/kg。分配系數(shù)為3，計(jì)算經(jīng)過(guò)單級(jí)萃取后溶質(zhì)A在水相和有機(jī)相中的濃度。4、（本題5分）某化工廠進(jìn)行裂解反應(yīng)，原料為戊烷，反應(yīng)溫度為850℃，壓力為0.8MPa，反應(yīng)產(chǎn)物包括乙烯、丙烯、丁烯等。已知反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程和熱力學(xué)參數(shù)，計(jì)算戊烷的轉(zhuǎn)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(guò)程的熵變。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）某化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行一項(xiàng)催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，催化劑的活性和選擇性達(dá)不到預(yù)期效果。請(qǐng)?zhí)接懣赡苡绊懘呋瘎┬阅艿囊蛩?，并提出改進(jìn)的思路和方法。2、（本題10分）某化工廠的一個(gè)車間