上海科學技術職業(yè)學院《高材化工設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁上?？茖W技術職業(yè)學院《高材化工設計》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、化工中的過濾操作常用于分離固體和液體。對于一種顆粒細小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機B.真空轉鼓過濾機C.離心過濾機D.袋式過濾器2、關于化工過程中的流化床反應器，以下哪種情況不是其常見的操作問題？（）A.溝流現(xiàn)象B.騰涌現(xiàn)象C.催化劑磨損D.反應溫度過低3、在化工物料衡算中，對于一個連續(xù)穩(wěn)定的化工過程，以下關于輸入和輸出物料量的關系，哪項是必然成立的？（）A.輸入物料的質量等于輸出物料的質量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4、在化工生產中的液液萃取過程中，以下哪種因素對萃取效果的影響相對較?。浚ǎ〢.兩相的接觸時間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設備的類型5、在化工熱力學中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學性質起著關鍵作用。以下關于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點，表述不準確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計算復雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計算所有流體6、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進行共沸蒸餾時，以下哪種共沸劑的選擇原則最為關鍵？（）A.共沸劑與原混合物的沸點差B.共沸劑的毒性和安全性C.共沸劑與原混合物的互溶性D.共沸劑的價格和易得性7、化工熱力學在化工過程的設計和分析中起著重要作用。對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，若溫度從300K下降到200K，其熵變是正值還是負值？（）A.正值B.負值C.零D.無法確定8、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。對于一個絕熱反應過程，以下哪個能量項的變化對反應結果的影響可以忽略不計？（）A.內能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化9、化工中的流化床燃燒技術在廢棄物處理中有應用。在流化床燃燒過程中，以下哪個因素對燃燒效率的影響最為顯著？（）A.流化速度B.床料的性質C.燃料的粒度D.過?？諝庀禂?shù)10、在化工流程模擬中，需要建立準確的數(shù)學模型來描述系統(tǒng)的行為。以下關于模型建立的步驟，哪一個順序是合理的？（）A.確定模型結構、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、模型驗證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結構、參數(shù)估計、模型驗證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、確定模型結構、模型驗證D.確定模型結構、參數(shù)估計、收集數(shù)據(jù)、模型驗證11、在化工過程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計算法12、在化工反應的熱效應計算中，需要考慮反應的焓變。對于一個吸熱反應，升高溫度會對反應的平衡常數(shù)產生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大B.平衡常數(shù)減小C.平衡常數(shù)不變D.平衡常數(shù)先增大后減小13、在化工中的分離設備性能評價中，關于分離效率的指標，以下哪種表述是準確的？（）A.分離效率的常用指標包括分離因子、回收率、純度等。分離因子表示混合物中兩組分分離的難易程度；回收率反映了目標組分的回收程度；純度則表示產品中目標組分的含量B.分離效率只需要用純度一個指標來評價，其他指標不重要C.分離因子越大，說明分離越困難，分離設備的性能越差D.回收率越高，說明分離設備的能耗越高，經濟性越差14、化學反應的選擇性對于提高產品質量和原料利用率非常重要。以下關于提高化學反應選擇性的方法，不正確的是（）A.選擇合適的催化劑B.控制反應條件C.隨意改變反應物比例D.優(yōu)化反應路徑15、在化工傳熱過程中，保溫層的設置可以減少熱量損失。以下關于保溫層厚度的確定，哪種方法最為準確？（）A.根據(jù)經驗選擇B.通過熱平衡計算C.采用經濟厚度法D.以上方法效果相同16、在化工分離過程的設計中，需要考慮分離設備的選型。對于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設備通常不太適用？（）A.板式精餾塔B.填料精餾塔C.離心分離器D.結晶器17、在化工設備的防腐措施中，涂層防護是常用的方法之一。以下哪種涂層材料的耐腐蝕性通常較好？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚乙烯涂層C.油漆涂層D.鍍鋅涂層18、在化工原理的學習中，吸收操作是重要的傳質過程。關于吸收過程中的氣液平衡關系，以下說法不正確的是（）A.溶解度隨溫度升高而降低B.壓力增大，溶解度增大C.亨利定律只適用于稀溶液D.氣液平衡關系不受溶質種類影響19、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零20、在化學反應動力學中，研究催化劑對反應速率的影響時，以下關于催化劑作用的描述，不正確的是：（）A.降低反應的活化能B.改變反應的平衡常數(shù)C.提高反應的選擇性D.加快反應速率二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在化學反應工程中，反應動力學模型的建立是研究反應過程的重要手段。請論述建立反應動力學模型的步驟和方法，并舉例說明如何驗證和優(yōu)化模型。2、（本題5分）在化工熱力學中，理想溶液和非理想溶液的概念對于理解溶液的性質和相平衡行為具有重要意義。請解釋理想溶液和非理想溶液的定義和特點，并說明如何通過活度系數(shù)模型來描述非理想溶液的行為。3、（本題5分）請詳細闡述化工過程中的泡沫現(xiàn)象，包括泡沫的形成機制、穩(wěn)定性影響因素以及在發(fā)酵、浮選等過程中的作用和控制方法。4、（本題5分）詳細闡述在化工生產的結晶過程中，如何利用多級結晶實現(xiàn)產品的高純度和高收率。5、（本題5分）解釋在化工過程的蒸發(fā)操作中，如何進行蒸發(fā)器的防垢和除垢措施的選擇和實施。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個化工項目在設計過程中，需要考慮節(jié)能減排的要求。請分析如何進行節(jié)能設計和減排措施的選擇。2、（本題5分）某化工廠的一個反應釜在進行反應時，需要控制反應的壓力波動。請分析原因并提出解決方法。3、（本題5分）一家以生產催化劑為主的企業(yè)，在產品研發(fā)和生產過程中需要考慮環(huán)保和催化性能要求。分析如何開發(fā)出環(huán)保型催化劑產品。4、（本題5分）一個化工生產車間在生產過程中產生了大量的廢棄物，對環(huán)境造成了較大壓力。請分析廢棄物產生的原因，評估其對環(huán)境的影響，并提出可行的廢棄物處理和減排方案。5、（本題5分）在一項化工分離過程中，分離效率受到操作參數(shù)優(yōu)化不當?shù)挠绊?。請分析操作參?shù)對分離效率的影響關系，并提出優(yōu)化操作參數(shù)的方法。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個膜分離過程中，用于分離氧氣和氮氣的混合物。進料中氧氣和氮氣的摩爾分數(shù)分別為0.2和0.8，膜的滲透率分別為80和12，進料流量為60mol/h，計算透過膜的氧氣和氮氣的流量。2、（本題10分）一個連續(xù)精餾塔分離二元理想混合物，塔頂采