北方民族大學(xué)《工業(yè)催化》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)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、化工過程中的過濾操作常用于分離固體和液體混合物。在一個恒壓過濾過程中，若過濾介質(zhì)的阻力可以忽略不計，過濾時間延長一倍，濾液體積會增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.無法確定2、在化工分離過程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對于一個物理吸附過程，以下關(guān)于吸附劑再生的方法，不正確的是：（）A.加熱解吸B.降壓解吸C.置換解吸D.化學(xué)方法解吸3、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個平行反應(yīng)，如果主反應(yīng)的級數(shù)高于副反應(yīng)，以下哪種操作條件有利于提高主反應(yīng)的選擇性？（）A.提高反應(yīng)物濃度B.降低反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)時間D.以上操作條件都不利4、在化工過程的傳熱強化中，以下哪種方法不是通過增加傳熱面積來實現(xiàn)的？（）A.使用翅片管B.采用波紋管C.提高流體流速D.安裝螺旋隔板5、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究溫度對反應(yīng)速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當(dāng)活化能增大時，以下關(guān)于溫度對反應(yīng)速率影響程度的說法，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.無法確定溫度的影響程度6、在化工熱力學(xué)研究中，對于理想氣體混合物，其壓力與各組分氣體的分壓之間存在特定關(guān)系。以下關(guān)于這種關(guān)系的描述，哪一項是不準確的？（）A.總壓等于各組分分壓之和B.各組分分壓與摩爾分數(shù)成正比C.分壓大小取決于氣體的體積D.分壓可以通過總壓和摩爾分數(shù)計算7、化工中的干燥過程需要消耗大量能源。對于一個節(jié)能型的干燥系統(tǒng)，以下哪個環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力最大？（）A.干燥設(shè)備的選型B.干燥介質(zhì)的循環(huán)利用C.余熱的回收D.優(yōu)化干燥操作條件8、在化工分離過程中，超濾膜分離技術(shù)常用于分離大分子物質(zhì)。以下關(guān)于超濾膜的特點，哪種描述是不正確的？（）A.截留分子量固定B.操作壓力低C.分離精度高D.容易被污染9、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個熱力學(xué)定律是判斷過程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律10、對于化工過程中的萃取過程，以下哪種情況下萃取劑的用量需要增加？（）A.溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度增大B.溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度減小C.原溶劑與萃取劑的互溶性增強D.萃取相和萃余相的分離難度增大11、在化工中的分離設(shè)備性能評價中，關(guān)于分離效率的指標(biāo)，以下哪種表述是準確的？（）A.分離效率的常用指標(biāo)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(biāo)組分的回收程度；純度則表示產(chǎn)品中目標(biāo)組分的含量B.分離效率只需要用純度一個指標(biāo)來評價，其他指標(biāo)不重要C.分離因子越大，說明分離越困難，分離設(shè)備的性能越差D.回收率越高，說明分離設(shè)備的能耗越高，經(jīng)濟性越差12、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系復(fù)雜。對于湍流流動，以下哪種說法是不準確的？（）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.不同的湍流模型對摩擦系數(shù)的計算結(jié)果可能不同13、對于化工過程中的精餾塔塔頂冷凝器，以下哪種冷卻介質(zhì)的冷卻效果最好？（）A.水B.空氣C.冷凍鹽水D.導(dǎo)熱油14、在化工反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)的熱效應(yīng)對于設(shè)計反應(yīng)器和控制反應(yīng)過程非常重要。對于一個強放熱反應(yīng)，以下哪種措施能夠有效地控制反應(yīng)溫度？（）A.采用夾套冷卻B.通入惰性氣體C.分段進料D.以上都是15、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。對于一個反滲透膜分離過程，以下關(guān)于其分離原理的描述，不正確的是：（）A.依靠壓力差作為推動力B.利用膜的選擇性透過性C.溶質(zhì)會透過膜進入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)16、化工中的吸收塔設(shè)計需要考慮多個因素。當(dāng)處理高濃度氣體時，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17、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。在一個間歇式攪拌反應(yīng)器中進行不可逆的一級反應(yīng)，若要提高產(chǎn)物的收率，以下哪種操作方式最為有效？（）A.增加反應(yīng)物濃度B.升高反應(yīng)溫度C.延長反應(yīng)時間D.加快攪拌速度18、在化學(xué)工程中，吸附操作常用于氣體或液體的凈化和分離。以下關(guān)于吸附劑的選擇和再生，不準確的是（）A.吸附劑要有大的比表面積B.吸附劑的再生方法多樣C.吸附劑的選擇不考慮成本D.吸附劑的吸附性能會隨使用次數(shù)下降19、化工中的流化床反應(yīng)器具有許多優(yōu)點。在使用流化床反應(yīng)器進行反應(yīng)時，以下哪個操作條件對反應(yīng)的穩(wěn)定性和產(chǎn)物質(zhì)量影響最大？（）A.流化速度B.床層高度C.顆粒大小D.反應(yīng)溫度20、在化工分離過程中，反滲透膜分離技術(shù)在水處理中應(yīng)用廣泛。以下關(guān)于反滲透的驅(qū)動力，哪種說法是正確的？（）A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）化工熱力學(xué)中的焓和熵是重要的熱力學(xué)函數(shù)。請詳細解釋焓和熵的物理意義，并說明它們在化工過程分析和計算中的應(yīng)用。2、（本題5分）化工原理中的萃取設(shè)備的設(shè)計和操作優(yōu)化需要考慮多個因素，請詳細說明萃取設(shè)備的設(shè)計計算方法，包括萃取級效率的確定和萃取塔直徑的計算，并分析如何提高萃取設(shè)備的處理能力和分離效率。3、（本題5分）分析在化工生產(chǎn)的干燥過程中，如何利用余熱回收技術(shù)提高能源利用效率。4、（本題5分）解釋在化工過程的乳化與破乳現(xiàn)象中，如何分析乳化的形成機制和影響因素，采取有效的破乳方法實現(xiàn)油水分離。5、（本題5分）化工熱力學(xué)是化學(xué)工程的重要基礎(chǔ)，請闡述熵增原理的內(nèi)容及其在化工過程中的應(yīng)用，同時分析如何通過控制過程減少熵增。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要進行環(huán)保設(shè)施建設(shè)和運行管理，以確保企業(yè)達標(biāo)排放。分析環(huán)保設(shè)施建設(shè)和運行管理的要點。2、（本題5分）某化工項目在運營過程中，需要進行安全生產(chǎn)文化建設(shè)，以提高企業(yè)的安全生產(chǎn)氛圍。請分析安全生產(chǎn)文化建設(shè)的內(nèi)容和方法。3、（本題5分）在新能源領(lǐng)域，某企業(yè)開發(fā)的氫能存儲材料存在存儲容量不高的問題。請分析原因并提出改進策略。4、（本題5分）一家涂料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)了干燥時間過長的問題。請分析原因并提出改進措施。5、（本題5分）某化工廠的某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢渣難以處理，占用大量土地資源。請分析廢渣處理困難的原因，并提出廢渣資源化利用的方案。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個固定床催化反應(yīng)器中進行一級反應(yīng)A→B，催化劑顆粒直徑為3mm，孔隙率為0.5，反應(yīng)速率常數(shù)為0.8s^(-1)，床層空隙率為0.4，進料中A的濃度為2mol/m^3，體積流量為0.05m^3/s。計算催化劑床層的長度。2、（本題10分）某換熱器用熱流體將冷流體從30°C加熱到90°C，熱流體入口溫度為150°C，出口溫度為90°C，冷流體流量為3kg/s，熱流體流量為2kg/s，熱流體比熱容為2.5kJ/(kg·K)，冷流體比熱容