西安外國語大學(xué)《化工設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安外國語大學(xué)

《化工設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在化工安全評價中，故障樹分析是一種常用的方法。以下關(guān)于故障樹分析的目的，不正確的是：（）A.確定系統(tǒng)的可靠性B.找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)C.預(yù)測系統(tǒng)的故障概率D.優(yōu)化系統(tǒng)的工藝流程2、在化工反應(yīng)的催化劑研究中，催化劑的活性中心結(jié)構(gòu)對反應(yīng)性能起著關(guān)鍵作用。以下哪種方法通常不能用于研究催化劑的活性中心？（）A.電子顯微鏡觀察B.化學(xué)分析C.紅外光譜分析D.肉眼直接觀察3、在化工反應(yīng)動力學(xué)的研究中，需要確定反應(yīng)的級數(shù)和速率常數(shù)。對于一個復(fù)雜的反應(yīng)體系，以下哪種實驗方法最有助于準確測定反應(yīng)級數(shù)？（）A.改變反應(yīng)物濃度B.改變反應(yīng)溫度C.加入催化劑D.改變反應(yīng)壓力4、化工安全是化工生產(chǎn)的首要問題。在處理易燃易爆的化工物料時，以下哪種安全措施是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的？（）A.安裝防爆電氣設(shè)備B.制定嚴格的操作規(guī)程C.進行靜電消除處理D.配備消防滅火設(shè)備5、化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應(yīng)器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，以下比較錯誤的是（）A.間歇反應(yīng)器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應(yīng)時間計算方法不同D.物料混合情況有所差異6、在化工過程的能量分析中，熵增原理是一個重要的概念。以下關(guān)于熵增原理在化工過程中的應(yīng)用，哪項表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過程的可行性B.絕熱不可逆過程的熵增大于零C.熵增越大，過程的能量利用效率越高D.可逆過程的熵增為零7、化工熱力學(xué)在化工過程的設(shè)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、在化工分離過程中，結(jié)晶是一種常用的分離方法。對于一個溶液結(jié)晶過程，以下關(guān)于影響晶體生長速度的因素，不正確的是：（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.晶體的粒度D.溶液的溫度9、關(guān)于化工生產(chǎn)中的噴霧干燥，以下哪種因素對產(chǎn)品顆粒大小的影響最為顯著？（）A.進料速度B.噴霧壓力C.干燥溫度D.物料性質(zhì)10、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11、在化學(xué)工程中，對于多相反應(yīng)體系的研究至關(guān)重要。當(dāng)進行氣液固三相反應(yīng)時，以下哪個因素對反應(yīng)速率的影響最為復(fù)雜且難以準確預(yù)測？（）A.氣體的擴散速率B.液體的攪拌速度C.固體催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)D.三相之間的接觸面積12、在化工反應(yīng)的動力學(xué)研究中，通過實驗測定反應(yīng)速率常數(shù)時，以下哪種實驗方法的誤差通常較大？（）A.間歇反應(yīng)法B.連續(xù)流動法C.示蹤法D.靜態(tài)法13、在化學(xué)工程實驗中，經(jīng)常需要測量各種物理量。對于測量微小壓力差，以下哪種測量儀器的精度和靈敏度最高？（）A.U型管壓力計B.差壓變送器C.彈簧管壓力計D.膜片壓力計14、在化工過程的模擬計算中，需要選擇合適的熱力學(xué)模型。對于一個包含極性物質(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15、在化工設(shè)計中，管道布置是重要的環(huán)節(jié)之一。以下關(guān)于化工管道布置的原則和要求，不正確的是（）A.要考慮物料特性B.盡量減少彎頭和閥門C.管道走向可以隨意設(shè)置D.要便于安裝和維修二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工熱力學(xué)的理想溶液和非理想溶液中，活度系數(shù)的概念和作用。2、（本題5分）化工熱力學(xué)中的焓平衡在化工過程的能量分析中具有重要作用，請解釋焓的概念和焓平衡方程的表達式，并說明如何通過焓平衡分析來評估化工過程的能量利用效率。3、（本題5分）分析在生物化工領(lǐng)域，如何利用微生物或酶進行生物轉(zhuǎn)化和生物合成，生產(chǎn)有價值的化學(xué)品或藥物，并討論其面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢。4、（本題5分）化工原理中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法，請詳細說明萃取精餾的原理和特點，包括萃取劑的作用和選擇原則，并分析其與普通精餾的區(qū)別和聯(lián)系。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個吸附過程中，用活性炭吸附廢氣中的有機物，吸附平衡符合Freundlich方程，吸附劑用量為100kg，進氣中有機物濃度為500mg/m3，出口濃度要求低于50mg/m3，計算吸附時間。2、（本題5分）一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）串聯(lián)一個活塞流反應(yīng)器（PFR）進行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.3h^-1。CSTR的體積為10L，進料中A的濃度為3mol/L，流量為5L/h，PFR的體積為20L，求最終出口處A的濃度。3、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h^-1。進料中A的濃度為2mol/L，進料流量為5L/h。若反應(yīng)器體積為20L，計算反應(yīng)器出口處A和B的濃度各是多少？4、（本題5分）在一個絕熱恒壓的容器中進行如下反應(yīng)：2A+B→C，初始時A、B的物質(zhì)的量分別為6mol、3mol，反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量為4mol，求反應(yīng)的熵變。假設(shè)反應(yīng)的焓變ΔH=-80kJ/mol。5、（本題5分）有一理想氣體混合物，其中組分A、B、C的摩爾分數(shù)分別為0.3、0.5、0.2，總壓為10atm，溫度為300K。已知組分A、B、C的臨界溫度分別為200K、300K、400K，臨界壓力分別為50atm、40atm、30atm。使用普遍化壓縮因子圖計算混合物的體積。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工企業(yè)的某個產(chǎn)品在運輸過程中，容易發(fā)生泄漏事故，造成環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。請分析泄漏事故發(fā)生的原因，并提出預(yù)防泄漏事故的運輸管理措施。2、（本題10