南京工程學(xué)院《催化原理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在化工傳熱過(guò)程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長(zhǎng)度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量2、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3、化工過(guò)程中的分離操作廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)。對(duì)于萃取分離過(guò)程，以下關(guān)于萃取劑選擇的原則，不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢.對(duì)溶質(zhì)有高的溶解度B.與原溶劑不互溶C.萃取劑價(jià)格越低越好，無(wú)需考慮其他因素D.易于回收和再生4、化工中的膜分離過(guò)程在廢水處理中有廣泛應(yīng)用。對(duì)于含有高濃度有機(jī)物的廢水，以下哪種膜分離技術(shù)的處理效果更好？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透5、對(duì)于化工中的非均相反應(yīng)過(guò)程，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.相間傳質(zhì)會(huì)影響非均相反應(yīng)的速率和選擇性。如果傳質(zhì)速率小于反應(yīng)速率，反應(yīng)會(huì)受到傳質(zhì)的限制；如果傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，反應(yīng)則主要受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制B.相間傳質(zhì)對(duì)非均相反應(yīng)沒(méi)有影響，反應(yīng)速率只取決于化學(xué)反應(yīng)本身C.相間傳質(zhì)總是會(huì)促進(jìn)非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)速率和選擇性D.相間傳質(zhì)的影響可以忽略不計(jì)，在研究非均相反應(yīng)時(shí)不需要考慮6、在化工過(guò)程控制中，串級(jí)控制系統(tǒng)可以提高控制品質(zhì)。以下關(guān)于串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.能夠克服干擾B.控制回路多C.調(diào)試簡(jiǎn)單D.適用于容量滯后較大的過(guò)程7、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8、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9、對(duì)于化工中的傳熱設(shè)備，以下關(guān)于換熱器的強(qiáng)化傳熱方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.換熱器的強(qiáng)化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數(shù)可以通過(guò)增加流體的流速、改變流動(dòng)狀態(tài)等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強(qiáng)化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會(huì)增加阻力損失，因此不應(yīng)采用這種方法來(lái)強(qiáng)化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強(qiáng)化傳熱10、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，需要考慮材料的選擇以適應(yīng)不同的工況。對(duì)于高溫高壓的化工設(shè)備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷11、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12、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)非均相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)于催化劑的外擴(kuò)散阻力影響最大？（）A.流體的流速B.催化劑的顆粒大小C.反應(yīng)物的濃度D.反應(yīng)溫度13、在化工過(guò)程的模擬計(jì)算中，需要選擇合適的熱力學(xué)模型。對(duì)于一個(gè)包含極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)的混合物體系，以下哪種熱力學(xué)模型的適用性更好？（）A.理想氣體模型B.活度系數(shù)模型C.狀態(tài)方程模型D.以上都不是14、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對(duì)于一種熱敏性物料，以下哪種干燥方法能夠最大程度地保持物料的性質(zhì)不發(fā)生改變？（）A.熱風(fēng)干燥B.冷凍干燥C.真空干燥D.噴霧干燥15、在化工原理中，研究流體在管道中的流動(dòng)阻力時(shí)，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和管道粗糙度有關(guān)。對(duì)于光滑管道，當(dāng)雷諾數(shù)增加時(shí)，以下關(guān)于摩擦系數(shù)的變化，正確的是：（）A.摩擦系數(shù)增大B.摩擦系數(shù)減小C.摩擦系數(shù)不變D.摩擦系數(shù)先減小后增大16、化工中的過(guò)濾操作常用于分離固體和液體。對(duì)于一種顆粒細(xì)小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過(guò)濾設(shè)備的過(guò)濾效果更好？（）A.板框壓濾機(jī)B.真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)C.離心過(guò)濾機(jī)D.袋式過(guò)濾器17、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18、在化工熱力學(xué)研究中，對(duì)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(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.總壓等于各組分分壓之和B.各組分分壓與摩爾分?jǐn)?shù)成正比C.分壓大小取決于氣體的體積D.分壓可以通過(guò)總壓和摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)算19、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20、化工過(guò)程的模擬和優(yōu)化對(duì)于提高生產(chǎn)效率和降低成本具有重要意義。在使用化工模擬軟件進(jìn)行過(guò)程優(yōu)化時(shí)，以下哪個(gè)參數(shù)的優(yōu)化對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的提升最為明顯？（）A.原材料的消耗B.產(chǎn)品的產(chǎn)量C.設(shè)備的投資D.操作工人的數(shù)量二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的吸收操作中，如何進(jìn)行吸收劑的再生和循環(huán)利用以降低成本。2、（本題5分）解釋在化工生產(chǎn)的干燥過(guò)程中，影響干燥速率的因素有哪些，以及如何通過(guò)控制這些因素來(lái)提高干燥效果。3、（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)。4、（本題5分）化工過(guò)程中的結(jié)晶過(guò)程中的晶習(xí)控制對(duì)于晶體的性能和應(yīng)用具有重要意義，請(qǐng)說(shuō)明晶習(xí)的影響因素和控制方法，包括溶劑選擇、添加劑使用和結(jié)晶條件優(yōu)化，并分析如何獲得具有特定晶習(xí)的晶體。5、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的噴霧干燥過(guò)程模擬中，如何建立數(shù)學(xué)模型描述噴霧干燥室內(nèi)的傳熱傳質(zhì)和顆粒運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化噴霧干燥工藝。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)的某個(gè)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的需求出現(xiàn)季節(jié)性波動(dòng)，給生產(chǎn)計(jì)劃帶來(lái)挑戰(zhàn)。請(qǐng)分析需求波動(dòng)的原因，并提出應(yīng)對(duì)季節(jié)性需求波動(dòng)的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整策略。2、（本題5分）一家橡膠生產(chǎn)企業(yè)需要提高橡膠的性能和質(zhì)量。請(qǐng)分析從化學(xué)工程角度可以采取哪些方法。3、（本題5分）某化工企業(yè)的生產(chǎn)車間存在粉塵污染問(wèn)題，對(duì)員工健康和生產(chǎn)安全造成威脅。分析粉塵產(chǎn)生的原因及應(yīng)采取的除塵措施。4、（本題5分）某化工廠的某個(gè)生產(chǎn)車間存在通風(fēng)不良的問(wèn)題，影響員工工作環(huán)境和生產(chǎn)安全。請(qǐng)分析通風(fēng)不良的原因，并提出改善通風(fēng)條件的方案。5、（本題5分）在一項(xiàng)化工合成工藝中，反應(yīng)收率始終無(wú)法達(dá)到理想水平，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。請(qǐng)剖析影響反應(yīng)收率的各種因素，并提出提高收率的具體策略。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）有一燃燒反應(yīng)C3H8+5O2→3CO2+4H2O，已知丙烷（C3H8）的進(jìn)料流量為10mol/s，氧氣（O2）過(guò)量20%，求氧氣的進(jìn)料流量和反應(yīng)生成二氧化碳（CO2）的流量。2、（本題10分）某化工廠需要設(shè)計(jì)一個(gè)換熱器，用熱流體將冷流體從20℃加熱到80℃。熱流體進(jìn)口溫度為120℃，出口溫度為80℃，冷流體流量為2000kg/h，比熱為4.2kJ/(kg·℃)，總傳熱系數(shù)為8