石家莊郵電職業(yè)技術學院《化工單元仿真實訓》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁石家莊郵電職業(yè)技術學院

《化工單元仿真實訓》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在化學反應工程中，對于一個自催化反應，以下哪種操作方式可能導致反應失控？（）A.連續(xù)進料B.間歇操作C.半間歇操作D.以上操作方式都不會導致失控2、化工中的膜分離技術在許多領域得到了廣泛應用。對于分離小分子和大分子混合物，以下哪種膜材料和膜結構的組合最為合適？（）A.陶瓷膜，對稱結構B.聚合物膜，不對稱結構C.金屬膜，多孔結構D.無機膜，復合結構3、化工生產(chǎn)中的過濾操作，過濾介質(zhì)的選擇對過濾效果有重要影響。以下關于過濾介質(zhì)的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質(zhì)的選擇不考慮價格D.要適應過濾物料的性質(zhì)4、在化工過程的優(yōu)化設計中，需要綜合考慮經(jīng)濟和技術因素。對于一個投資較大但運行成本較低的工藝方案，以下關于其經(jīng)濟性的評價，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟可行的B.一定是不經(jīng)濟的C.需要通過詳細的經(jīng)濟分析來確定D.僅根據(jù)投資和運行成本無法判斷5、在化學工程中，吸附操作常用于氣體或液體的凈化和分離。以下關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6、在化工中的氣固相催化反應過程，關于催化劑的中毒和失活，以下哪種說法是正確的？（）A.催化劑的中毒是指少量雜質(zhì)使催化劑的活性和選擇性顯著下降，且這種中毒通常是不可逆的。催化劑的失活則包括中毒、燒結、積炭等多種原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化劑的中毒和失活都是由于反應物濃度過高導致的，降低反應物濃度可以避免C.催化劑一旦中毒或失活，就無法恢復其活性，必須更換新的催化劑D.催化劑的中毒和失活對反應速率和選擇性沒有影響，不需要關注7、在化工傳質(zhì)過程中，分子擴散和渦流擴散都對物質(zhì)的傳遞起著重要作用。以下關于這兩種擴散方式的比較，哪項是不正確的？（）A.分子擴散的速率通常小于渦流擴散B.分子擴散與濃度梯度成正比，渦流擴散與濃度梯度無關C.分子擴散發(fā)生在靜止或層流流體中，渦流擴散發(fā)生在湍流流體中D.分子擴散系數(shù)與流體的溫度無關，渦流擴散系數(shù)與溫度有關8、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(jīng)驗選擇B.通過熱平衡計算C.采用經(jīng)濟厚度法D.以上方法效果相同9、在化工熱力學中，對于純物質(zhì)的臨界狀態(tài)，以下哪個參數(shù)在臨界狀態(tài)時沒有明確的數(shù)值？（）A.溫度B.壓力C.體積D.密度10、在化學反應器的設計中，需要考慮熱穩(wěn)定性問題。以下關于熱穩(wěn)定性的分析方法和影響因素，不正確的是（）A.可以通過絕熱操作線分析B.與反應的放熱量和傳熱速率有關C.反應物濃度對熱穩(wěn)定性沒有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性11、在化工反應工程中，研究反應的熱效應對于設計反應器和控制反應過程非常重要。對于一個強放熱反應，以下哪種措施能夠有效地控制反應溫度？（）A.采用夾套冷卻B.通入惰性氣體C.分段進料D.以上都是12、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13、在化工設備的設計中，壓力容器的強度計算是關鍵環(huán)節(jié)。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/414、在化工設備的設計中，對于承受外壓的薄壁容器，以下哪個因素對于穩(wěn)定性的影響最大？（）A.容器的直徑B.容器的長度C.材料的強度D.壁厚15、在化工反應工程中，研究反應的動力學方程對于優(yōu)化反應過程非常重要。對于一個復雜的多步反應，以下哪種實驗方法能夠更準確地確定動力學方程？（）A.間歇實驗B.連續(xù)實驗C.半連續(xù)實驗D.以上方法結合16、在化學反應器的設計中，關于間歇式反應器的特點，以下哪種說法是準確的？（）A.間歇式反應器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高B.間歇式反應器內(nèi)物料的組成和溫度等參數(shù)隨時間變化，操作靈活，但輔助時間長C.間歇式反應器內(nèi)物料的反應速率始終保持不變，容易控制D.間歇式反應器不需要攪拌裝置，物料能夠自動混合均勻17、在化工流體力學中，對于流體在管道中的流動阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關系。當雷諾數(shù)在2000到4000之間時，流體的流動狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定18、在化學反應工程中，對于一個非均相催化反應，以下哪個因素對于催化劑的外擴散阻力影響最大？（）A.流體的流速B.催化劑的顆粒大小C.反應物的濃度D.反應溫度19、在化工原理實驗中，數(shù)據(jù)處理和結果分析是重要環(huán)節(jié)。以下關于實驗數(shù)據(jù)的處理方法和誤差分析，不正確的是（）A.可以用線性回歸分析數(shù)據(jù)B.誤差分析只考慮隨機誤差C.可以通過作圖法直觀展示數(shù)據(jù)D.要對實驗結果的可靠性進行評估20、關于化工過程中的氣液傳質(zhì)設備，以下哪種設備適用于處理易發(fā)泡的物料？（）A.泡罩塔B.篩板塔C.浮閥塔D.填料塔21、在化學工程中，對于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關于簡單蒸餾和平衡蒸餾的特點描述，不正確的是（）A.簡單蒸餾是非穩(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單22、在化工分離過程中，精餾是常用的方法之一。當處理具有較大相對揮發(fā)度的混合物時，以下關于精餾塔所需理論塔板數(shù)的說法，正確的是：（）A.相對揮發(fā)度越大，理論塔板數(shù)越多B.相對揮發(fā)度越大，理論塔板數(shù)越少C.理論塔板數(shù)與相對揮發(fā)度無關D.相對揮發(fā)度對理論塔板數(shù)的影響不確定23、化工中的流化床反應器具有許多優(yōu)點。在使用流化床反應器進行反應時，以下哪個操作條件對反應的穩(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.反應溫度24、在化工設備的設計中，關于壓力容器的設計準則，以下哪種表述是恰當?shù)模浚ǎ〢.壓力容器的設計應遵循強度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準則，確保容器在規(guī)定的使用條件下安全可靠B.壓力容器的設計只需要考慮強度失效準則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設計可以采用低于標準的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設計壓力可以超過其標注的最高工作壓力，只要定期檢驗即可25、在化工設備的選型中，需要綜合考慮性能、價格和可靠性等因素。對于一個需要長期連續(xù)運行的關鍵設備，以下哪個因素的權重通常最高？（）A.設備的性能B.設備的價格C.設備的可靠性D.設備的維護成本26、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27、在化工過程的安全管理中，需要制定應急預案。對于一個可能發(fā)生火災爆炸事故的化工裝置，以下哪個方面在應急預案中應重點考慮？（）A.人員疏散B.火災撲救C.環(huán)境監(jiān)測D.以上都是28、在化工生產(chǎn)的安全管理中，對于易燃易爆物質(zhì)的儲存和運輸，需要采取嚴格的防護措施。若一種氣體的爆炸極限范圍較寬，說明這種氣體的爆炸危險性是高還是低？（）A.高B.低C.無法確定D.取決于其他因素29、化工中的結晶過程受到多種因素的影響。對于一個結晶體系，以下哪個因素對晶體的形態(tài)和粒度分布影響最為顯著？（）A.過飽和度B.冷卻速率C.攪拌強度D.晶種的加入量30、化工中的結晶器設計對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對于生產(chǎn)大顆粒晶體的結晶過程，以下哪個結晶器的結構特點最為關鍵？（）A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個化學反應器中進行可逆反應A?B，正反應速率常數(shù)為5L/(mol·min)，逆反應速率常數(shù)為2L/(mol·min)，初始時A的濃度為3mol/L，反應進行1小時后，計算A和B的濃度。2、（本題5分）在一個絕熱管式反應器中進行如下反應：2A→B，反應熱為-50kJ/mol，進料溫度為300K，進料中A的濃度為2mol/L，流速為5L/min，反應速率常數(shù)k=0.1min^-1。假設比熱容Cp=100J/(mol·K)，計算出口溫度和A的轉化率。3、（本題5分）在一個換熱器中，熱流體進口溫度為300°C，出口溫度為200°C，流量為8kg/s，比熱容為1.5kJ/(kg·K)。冷流體進口溫度為50°C，出口溫度為150°C，流量為12kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積（假設總傳熱系數(shù)為1200W/(m2·K)）。4、（本題5分）某二元混合物在常壓下進行簡單蒸餾，初始時易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)為0.5，蒸餾終了時釜液中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)為0.2，若汽化率為0.6，求餾出液中易揮發(fā)組分的平均摩爾分數(shù)。5、（本題5分）某二元理想溶液在101.3kPa下進行精餾操作，進料組成xF=0.4（摩爾分數(shù)），塔頂采用全凝器，回流比R=3，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9。計算最小回流比Rmin和精餾段操作線方程。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述在化工廢水處理中，如何選擇合適的處理方法，如物理法、化學法和生物法，以達到排放標準并實現(xiàn)水資源的回用。2、（本題5分）解釋在化工設備的選材中，如何根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性選擇合適的金屬材料和非金屬材料。3、（本題5分）闡述在化工新材料的表面改性和功能化中，如何通過物理或化學方法賦予材料特定的表面性能，以滿足不同的應用需求。4、（本題5分）化工熱力學中的熵平衡在分析化