齊齊哈爾大學(xué)《化工原理課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線(xiàn)…………第1頁(yè)，共1頁(yè)齊齊哈爾大學(xué)

《化工原理課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、化工中的干燥過(guò)程需要消耗大量能源。對(duì)于一個(gè)節(jié)能型的干燥系統(tǒng)，以下哪個(gè)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2、在化工熱力學(xué)中，研究混合物的汽液平衡時(shí)，泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算是重要內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)二元混合物，以下關(guān)于泡點(diǎn)和露點(diǎn)的關(guān)系，正確的是：（）A.泡點(diǎn)總是低于露點(diǎn)B.泡點(diǎn)總是高于露點(diǎn)C.泡點(diǎn)和露點(diǎn)可能相等D.泡點(diǎn)和露點(diǎn)沒(méi)有關(guān)系3、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，關(guān)于壓力容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循強(qiáng)度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準(zhǔn)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(shè)計(jì)只需要考慮強(qiáng)度失效準(zhǔn)則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設(shè)計(jì)可以采用低于標(biāo)準(zhǔn)的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設(shè)計(jì)壓力可以超過(guò)其標(biāo)注的最高工作壓力，只要定期檢驗(yàn)即可4、在化工中的分離設(shè)備性能評(píng)價(jià)中，關(guān)于分離效率的指標(biāo)，以下哪種表述是準(zhǔn)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(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，其他指標(biāo)不重要C.分離因子越大，說(shuō)明分離越困難，分離設(shè)備的性能越差D.回收率越高，說(shuō)明分離設(shè)備的能耗越高，經(jīng)濟(jì)性越差5、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對(duì)于流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.適用于氣固相反應(yīng)B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對(duì)催化劑要求不高6、在化工流體流動(dòng)中，對(duì)于突擴(kuò)管的局部阻力系數(shù)，主要取決于管徑的變化比例。若管徑突然擴(kuò)大兩倍，局部阻力系數(shù)會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小7、在化工原理中，研究流體流動(dòng)時(shí)，雷諾數(shù)是一個(gè)重要的無(wú)量綱參數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)大于4000時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)通常為：（）A.層流B.過(guò)渡流C.湍流D.無(wú)法確定8、在化工單元操作中，吸收過(guò)程常用于分離氣體混合物。當(dāng)吸收劑用量增加時(shí)，以下關(guān)于吸收效果的變化，哪種說(shuō)法是正確的？（）A.吸收率一定增加B.吸收率一定不變C.吸收率可能增加也可能不變D.吸收率一定減小9、在化工中的吸附分離過(guò)程，關(guān)于吸附劑的選擇和再生方法，以下哪種說(shuō)法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.吸附劑應(yīng)具有較大的比表面積、良好的選擇性和吸附容量，常見(jiàn)的吸附劑有活性炭、分子篩等。吸附劑的再生方法包括加熱再生、降壓再生和置換再生等B.吸附劑的選擇只考慮其吸附容量，其他性能不重要C.吸附劑的再生過(guò)程復(fù)雜，成本高，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免吸附劑的再生D.所有的吸附劑都可以采用同一種再生方法，且再生效果相同10、在化工傳熱設(shè)備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內(nèi)部的工作液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)，在冷凝段冷凝，其傳熱過(guò)程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.相變傳熱11、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素對(duì)晶體的粒度分布影響最大？（）A.溶液的過(guò)飽和度控制B.結(jié)晶器的攪拌強(qiáng)度C.結(jié)晶器的材質(zhì)D.結(jié)晶器的形狀12、化工中的吸附過(guò)程，吸附等溫線(xiàn)可以描述吸附劑與吸附質(zhì)之間的平衡關(guān)系。以下關(guān)于常見(jiàn)吸附等溫線(xiàn)的類(lèi)型和特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是（）A.朗繆爾等溫線(xiàn)適用于單分子層吸附B.弗羅因德利希等溫線(xiàn)是非線(xiàn)性的C.吸附等溫線(xiàn)不受溫度影響D.可以用于吸附過(guò)程的設(shè)計(jì)13、化工熱力學(xué)中，對(duì)于混合熱不為零的混合物，其超額性質(zhì)通常如何定義？（）A.實(shí)際混合物性質(zhì)與理想混合物性質(zhì)之差B.實(shí)際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之和C.實(shí)際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之差D.實(shí)際混合物性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差14、在化工中的過(guò)濾操作，關(guān)于過(guò)濾介質(zhì)的選擇和過(guò)濾機(jī)的類(lèi)型，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和適當(dāng)?shù)目紫洞笮　３Ｒ?jiàn)的過(guò)濾介質(zhì)有織物介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)和堆積介質(zhì)等。過(guò)濾機(jī)有板框壓濾機(jī)、葉濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)等，不同類(lèi)型的過(guò)濾機(jī)適用于不同的過(guò)濾任務(wù)B.過(guò)濾介質(zhì)的孔隙越小越好，能夠提高過(guò)濾精度C.所有的過(guò)濾機(jī)都采用相同的過(guò)濾原理和操作方式，只是結(jié)構(gòu)不同D.過(guò)濾機(jī)的處理能力只取決于過(guò)濾面積，與過(guò)濾介質(zhì)和操作條件無(wú)關(guān)15、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)氣體的壓縮因子，以下哪個(gè)因素對(duì)其影響最大？（）A.溫度B.壓力C.氣體的種類(lèi)D.以上因素影響程度相同16、化工設(shè)備的選材需要考慮多種因素。以下關(guān)于化工設(shè)備選材的原則，不準(zhǔn)確的是（）A.耐腐蝕性B.強(qiáng)度和剛度C.材料價(jià)格越低越好D.加工性能17、在化工生產(chǎn)中的干燥過(guò)程，以下關(guān)于濕物料中水分的分類(lèi)，哪種說(shuō)法是正確的？（）A.結(jié)合水比非結(jié)合水更難去除B.自由水比結(jié)合水更容易去除C.平衡水分可以通過(guò)干燥完全去除D.以上說(shuō)法都不正確18、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，以下關(guān)于催化劑作用的描述，不正確的是：（）A.降低反應(yīng)的活化能B.改變反應(yīng)的平衡常數(shù)C.提高反應(yīng)的選擇性D.加快反應(yīng)速率19、在化工分離過(guò)程中，蒸餾是一種廣泛應(yīng)用的分離方法。對(duì)于一個(gè)二元理想混合物的簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程，以下關(guān)于餾出液組成的變化，正確的是：（）A.餾出液組成逐漸降低B.餾出液組成逐漸升高C.餾出液組成保持不變D.餾出液組成先升高后降低20、在化工中的氣固相催化反應(yīng)過(guò)程，關(guān)于催化劑的中毒和失活，以下哪種說(shuō)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(jié)、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(yīng)物濃度過(guò)高導(dǎo)致的，降低反應(yīng)物濃度可以避免C.催化劑一旦中毒或失活，就無(wú)法恢復(fù)其活性，必須更換新的催化劑D.催化劑的中毒和失活對(duì)反應(yīng)速率和選擇性沒(méi)有影響，不需要關(guān)注21、在化工設(shè)備的密封形式中，以下哪種密封適用于高溫高壓且有毒有害介質(zhì)的場(chǎng)合？（）A.填料密封B.機(jī)械密封C.迷宮密封D.液封22、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個(gè)熱力學(xué)定律是判斷過(guò)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23、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護(hù)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(shù)脂涂層B.聚乙烯涂層C.油漆涂層D.鍍鋅涂層24、在化工中的流化床反應(yīng)器，關(guān)于其特點(diǎn)和適用范圍，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒處于流化狀態(tài)，傳熱傳質(zhì)效率高，適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)和要求有均一溫度和濃度的反應(yīng)B.流化床反應(yīng)器的操作簡(jiǎn)單，對(duì)物料的粒度和密度沒(méi)有要求C.流化床反應(yīng)器的氣體返混嚴(yán)重，轉(zhuǎn)化率低，只適用于一些簡(jiǎn)單的反應(yīng)D.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒容易磨損和帶出，增加了后續(xù)分離和回收的難度25、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)自催化反應(yīng)，以下哪種操作方式可能導(dǎo)致反應(yīng)失控？（）A.連續(xù)進(jìn)料B.間歇操作C.半間歇操作D.以上操作方式都不會(huì)導(dǎo)致失控26、在化工過(guò)程的安全管理中，對(duì)于易燃易爆物質(zhì)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，以下哪種措施是最為關(guān)鍵的？（）A.采用密封容器B.控制溫度和壓力C.安裝防爆設(shè)備D.加強(qiáng)人員培訓(xùn)27、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮熱穩(wěn)定性問(wèn)題。以下關(guān)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(guò)絕熱操作線(xiàn)分析B.與反應(yīng)的放熱量和傳熱速率有關(guān)C.反應(yīng)物濃度對(duì)熱穩(wěn)定性沒(méi)有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性28、在化工分離過(guò)程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)反滲透膜分離過(guò)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(dòng)力B.利用膜的選擇性透過(guò)性C.溶質(zhì)會(huì)透過(guò)膜進(jìn)入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)29、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，對(duì)于承受外壓的薄壁容器，以下哪個(gè)因素對(duì)于穩(wěn)定性的影響最大？（）A.容器的直徑B.容器的長(zhǎng)度C.材料的強(qiáng)度D.壁厚30、化工原理中，對(duì)于精餾塔的設(shè)計(jì)，若要提高塔頂產(chǎn)品的純度，同時(shí)保持一定的處理量，以下哪種方法可行？（）A.增加塔板數(shù)B.減小回流比C.降低塔釜溫度D.增大進(jìn)料量二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠(chǎng)采用精餾塔分離苯和甲苯的混合物，進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.6，進(jìn)料流量為1000kmol/h，塔頂餾出液中苯的回收率要求達(dá)到95%，塔底釜液中甲苯的回收率要求達(dá)到98%。已知苯和甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為2.5，計(jì)算所需的理論塔板數(shù)和回流比。2、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)，催化劑顆粒直徑為5mm，孔隙率為0.4，床層空隙率為0.5，反應(yīng)速率常數(shù)為2h^-1，氣體流速為0.5m/s，求催化劑的有效因子。3、（本題5分）某換熱器用飽和蒸汽加熱冷水，蒸汽溫度為120°C，冷凝為同溫度的飽和水，冷水進(jìn)口溫度為20°C，流量為2000kg/h，出口溫度要求達(dá)到80°C，蒸汽的汽化潛熱為2200kJ/kg，計(jì)算所需的蒸汽量。4、（本題5分）一個(gè)連續(xù)干燥器在等焓干燥條件下操作，濕物料的處理量為100kg/h，初始含水量為0.3（濕基），干燥產(chǎn)品的含水量為0.05（濕基），空氣進(jìn)入干燥器的溫度為80°C，濕度為0.01kg水/kg干空氣，離開(kāi)干燥器的溫度為50°C，求空氣的消耗量。5、（本題5分）某化工廠(chǎng)有一個(gè)精餾塔，用于分離苯（A）和甲苯（B）的混合物。進(jìn)料組成中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，進(jìn)料流量為100kmol/h，塔頂餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)要求達(dá)到0.9，塔釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1。已知相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，回流比為3。計(jì)算塔頂和塔釜的產(chǎn)品流量。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，流化床反應(yīng)器中的顆粒帶出和磨損是影響其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要問(wèn)題。請(qǐng)論述顆粒帶出和磨損的原因和影響因素，并分析如何減少顆粒帶出和磨損以提高流化床反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性。2、（本題5分）結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)案例，深入分析膜分離技術(shù)在分離和提純混合物方面的原理、優(yōu)勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)，涵蓋工業(yè)廢水處理和產(chǎn)品純化等領(lǐng)域。3、（本題5分）結(jié)合化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，深入探討水資源管理策略在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括節(jié)水措施、廢水回用技術(shù)和水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。4、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能是重要的熱力學(xué)函數(shù)。請(qǐng)解釋吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義，并說(shuō)明它