上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院《高材化工設(shè)計(jì)》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(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、化工中的過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，以下哪種過濾設(shè)備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機(jī)B.真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)C.離心過濾機(jī)D.袋式過濾器2、關(guān)于化工過程中的流化床反應(yīng)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(yīng)溫度過低3、在化工物料衡算中，對(duì)于一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的化工過程，以下關(guān)于輸入和輸出物料量的關(guān)系，哪項(xiàng)是必然成立的？（）A.輸入物料的質(zhì)量等于輸出物料的質(zhì)量B.輸入物料的體積等于輸出物料的體積C.輸入物料的摩爾數(shù)等于輸出物料的摩爾數(shù)D.輸入物料的總能量等于輸出物料的總能量4、在化工生產(chǎn)中的液液萃取過程中，以下哪種因素對(duì)萃取效果的影響相對(duì)較小？（）A.兩相的接觸時(shí)間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設(shè)備的類型5、在化工熱力學(xué)中，狀態(tài)方程對(duì)于描述流體的熱力學(xué)性質(zhì)起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，表述不準(zhǔn)確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計(jì)算復(fù)雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計(jì)算所有流體6、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進(jìn)行共沸蒸餾時(shí)，以下哪種共沸劑的選擇原則最為關(guān)鍵？（）A.共沸劑與原混合物的沸點(diǎn)差B.共沸劑的毒性和安全性C.共沸劑與原混合物的互溶性D.共沸劑的價(jià)格和易得性7、化工熱力學(xué)在化工過程的設(shè)計(jì)和分析中起著重要作用。對(duì)于一個(gè)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(fù)值？（）A.正值B.負(fù)值C.零D.無法確定8、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對(duì)于一個(gè)絕熱反應(yīng)過程，以下哪個(gè)能量項(xiàng)的變化對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)？（）A.內(nèi)能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化9、化工中的流化床燃燒技術(shù)在廢棄物處理中有應(yīng)用。在流化床燃燒過程中，以下哪個(gè)因素對(duì)燃燒效率的影響最為顯著？（）A.流化速度B.床料的性質(zhì)C.燃料的粒度D.過?？諝庀禂?shù)10、在化工流程模擬中，需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個(gè)順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗(yàn)證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、收集數(shù)據(jù)、模型驗(yàn)證11、在化工過程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計(jì)算法12、在化工反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算中，需要考慮反應(yīng)的焓變。對(duì)于一個(gè)吸熱反應(yīng)，升高溫度會(huì)對(duì)反應(yīng)的平衡常數(shù)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大B.平衡常數(shù)減小C.平衡常數(shù)不變D.平衡常數(shù)先增大后減小13、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)來評(píng)價(jià)，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(jì)性越差14、化學(xué)反應(yīng)的選擇性對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和原料利用率非常重要。以下關(guān)于提高化學(xué)反應(yīng)選擇性的方法，不正確的是（）A.選擇合適的催化劑B.控制反應(yīng)條件C.隨意改變反應(yīng)物比例D.優(yōu)化反應(yīng)路徑15、在化工傳熱過程中，保溫層的設(shè)置可以減少熱量損失。以下關(guān)于保溫層厚度的確定，哪種方法最為準(zhǔn)確？（）A.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇B.通過熱平衡計(jì)算C.采用經(jīng)濟(jì)厚度法D.以上方法效果相同16、在化工分離過程的設(shè)計(jì)中，需要考慮分離設(shè)備的選型。對(duì)于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設(shè)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(jié)晶器17、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)氧樹脂涂層B.聚乙烯涂層C.油漆涂層D.鍍鋅涂層18、在化工原理的學(xué)習(xí)中，吸收操作是重要的傳質(zhì)過程。關(guān)于吸收過程中的氣液平衡關(guān)系，以下說法不正確的是（）A.溶解度隨溫度升高而降低B.壓力增大，溶解度增大C.亨利定律只適用于稀溶液D.氣液平衡關(guān)系不受溶質(zhì)種類影響19、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于理想溶液，其混合過程的焓變和體積變化通常是怎樣的？（）A.焓變和體積變化均為零B.焓變?yōu)榱悖w積變化不為零C.焓變不為零，體積變化為零D.焓變和體積變化均不為零20、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)速率二、簡答題（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，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建立是研究反應(yīng)過程的重要手段。請(qǐng)論述建立反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的步驟和方法，并舉例說明如何驗(yàn)證和優(yōu)化模型。2、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，理想溶液和非理想溶液的概念對(duì)于理解溶液的性質(zhì)和相平衡行為具有重要意義。請(qǐng)解釋理想溶液和非理想溶液的定義和特點(diǎn)，并說明如何通過活度系數(shù)模型來描述非理想溶液的行為。3、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述化工過程中的泡沫現(xiàn)象，包括泡沫的形成機(jī)制、穩(wěn)定性影響因素以及在發(fā)酵、浮選等過程中的作用和控制方法。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過程中，如何利用多級(jí)結(jié)晶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高純度和高收率。5、（本題5分）解釋在化工過程的蒸發(fā)操作中，如何進(jìn)行蒸發(fā)器的防垢和除垢措施的選擇和實(shí)施。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)化工項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮節(jié)能減排的要求。請(qǐng)分析如何進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)和減排措施的選擇。2、（本題5分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)釜在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，需要控制反應(yīng)的壓力波動(dòng)。請(qǐng)分析原因并提出解決方法。3、（本題5分）一家以生產(chǎn)催化劑為主的企業(yè)，在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中需要考慮環(huán)保和催化性能要求。分析如何開發(fā)出環(huán)保型催化劑產(chǎn)品。4、（本題5分）一個(gè)化工生產(chǎn)車間在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成了較大壓力。請(qǐng)分析廢棄物產(chǎn)生的原因，評(píng)估其對(duì)環(huán)境的影響，并提出可行的廢棄物處理和減排方案。5、（本題5分）在一項(xiàng)化工分離過程中，分離效率受到操作參數(shù)優(yōu)化不當(dāng)?shù)挠绊?。?qǐng)分析操作參數(shù)對(duì)分離效率的影響關(guān)系，并提出優(yōu)化操作參數(shù)的方法。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)膜分離過程中，用于分離氧氣和氮?dú)獾幕旌衔?。進(jìn)料中氧氣和氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)分別為0.2和0.8，膜的滲透率分別為80和12，進(jìn)料流量為60mol/h，計(jì)算透過膜的氧氣和氮?dú)獾牧髁俊?、（本題10分）一個(gè)連續(xù)精餾塔分離二元理想混合物，塔頂采