天津醫(yī)科大學(xué)《化工過程模擬與仿真》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁天津醫(yī)科大學(xué)《化工過程模擬與仿真》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、在化工設(shè)備設(shè)計中，材料的選擇至關(guān)重要。對于一個需要承受高溫高壓且具有腐蝕性介質(zhì)的反應(yīng)容器，以下哪種材料最為適合？（）A.不銹鋼B.鈦合金C.陶瓷D.碳鋼2、在化工生產(chǎn)中的干燥器選擇中，以下哪種干燥器適用于干燥熱敏性且易氧化的物料？（）A.廂式干燥器B.噴霧干燥器C.真空干燥器D.氣流干燥器3、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個參數(shù)常用于判斷混合物的非理想性程度？（）A.活度系數(shù)B.逸度系數(shù)C.壓縮因子D.偏心因子4、關(guān)于化工過程中的膜分離應(yīng)用，以下哪種膜分離過程不是用于分離氣體混合物？（）A.反滲透B.氣體滲透C.膜基吸收D.變壓吸附5、化工中的吸附分離過程常用于氣體和液體的凈化。對于一種具有較大吸附容量的吸附劑，以下哪個因素對吸附劑的再生效率影響最大？（）A.再生溫度B.再生壓力C.再生氣體的流速D.再生時間6、在化工萃取塔的操作中，以下哪種因素的變化對萃取效果的影響相對較??？（）A.萃取劑的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.兩相的接觸時間7、在化工過程的優(yōu)化中，常常需要對多個目標(biāo)進行權(quán)衡。以下哪項不是常見的優(yōu)化目標(biāo)？（）A.最大化產(chǎn)量B.最小化能耗C.最大化設(shè)備投資D.最小化環(huán)境污染8、在化工熱力學(xué)中，對于一個絕熱可逆膨脹過程，系統(tǒng)的溫度和壓力會如何變化？（）A.溫度降低，壓力降低B.溫度升高，壓力升高C.溫度不變，壓力降低D.溫度降低，壓力不變9、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個氣液反應(yīng)，若反應(yīng)主要在液相中進行，提高反應(yīng)速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應(yīng)物濃度B.增大液相反應(yīng)物濃度C.提高反應(yīng)溫度D.增大氣液接觸面積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，其傳熱過程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.相變傳熱11、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶器設(shè)計中，以下哪個因素對晶體的粒度分布影響最大？（）A.溶液的過飽和度控制B.結(jié)晶器的攪拌強度C.結(jié)晶器的材質(zhì)D.結(jié)晶器的形狀12、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進行共沸蒸餾時，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.共沸劑的價格和易得性13、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，以下哪個因素對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)14、在化工熱力學(xué)研究中，對于理想氣體混合物，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.分壓可以通過總壓和摩爾分?jǐn)?shù)計算15、在化學(xué)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(guān)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16、化工生產(chǎn)中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于干燥過程中的熱質(zhì)傳遞，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時進行B.干燥速率取決于內(nèi)部擴散和表面汽化C.濕空氣的性質(zhì)對干燥效果影響不大D.干燥介質(zhì)的選擇很重要17、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、模型驗證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、模型驗證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計、收集數(shù)據(jù)、模型驗證18、關(guān)于化工過程中的精餾塔節(jié)能措施，以下哪種方法不是有效的節(jié)能途徑？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.優(yōu)化進料熱狀態(tài)D.余熱回收利用19、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)的場合？（）A.填料密封B.機械密封C.迷宮密封D.液封20、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防腐是一種常見的方法。對于一個處于腐蝕性環(huán)境中的設(shè)備，以下關(guān)于涂層選擇的考慮因素，不正確的是：（）A.涂層的顏色B.涂層的耐腐蝕性C.涂層與基體的結(jié)合力D.涂層的施工性能21、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進行。對于一個氣固相催化反應(yīng)，以下哪個因素對反應(yīng)速率的影響相對較??？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性22、在化工過程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要的手段之一。對于高溫廢氣的余熱回收，以下哪種換熱器較為適用？（）A.板式換熱器B.管殼式換熱器C.翅片管換熱器D.螺旋板式換熱器23、在化工熱力學(xué)中，對于真實氣體的壓縮因子，以下哪個因素對其影響最大？（）A.溫度B.壓力C.氣體的種類D.以上因素影響程度相同24、化工熱力學(xué)在化學(xué)工程中具有重要地位，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，以下關(guān)于其熵變的描述，正確的是：（）A.熵變?yōu)榱鉈.熵變小于零C.熵變大于零D.熵變的正負(fù)無法確定25、在化工流體流動中，阻力損失是不可避免的。關(guān)于直管阻力損失和局部阻力損失的計算方法，不正確的是（）A.直管阻力損失可用范寧公式計算B.局部阻力損失系數(shù)只與管件形狀有關(guān)C.兩者都與流速的平方成正比D.可以忽略局部阻力損失26、在化工過程控制中，反饋控制是常用的控制策略之一。當(dāng)被控變量受到一個階躍干擾時，以下關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)，正確的是：（）A.被控變量立即回到設(shè)定值B.被控變量逐漸回到設(shè)定值C.被控變量會超過設(shè)定值D.被控變量不會受到干擾的影響27、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個氣固相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑顆粒內(nèi)擴散阻力的影響因素，不正確的是：（）A.催化劑的孔徑B.反應(yīng)氣體的濃度C.反應(yīng)溫度D.催化劑的形狀28、在化學(xué)工程領(lǐng)域，對于多相反應(yīng)體系，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對反應(yīng)速率的影響，哪種說法是正確的？（）A.相間傳質(zhì)通常會限制反應(yīng)速率B.相間傳質(zhì)對反應(yīng)速率沒有影響C.相間傳質(zhì)總是會加快反應(yīng)速率D.相間傳質(zhì)的影響取決于反應(yīng)類型29、在化工反應(yīng)工程中，對于一個串聯(lián)反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時間D.降低反應(yīng)壓力30、在化學(xué)反應(yīng)工程中，催化劑能夠顯著改變反應(yīng)速率和選擇性。對于一個可逆反應(yīng)，加入合適的催化劑后，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù)會如何變化？（）A.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)不變B.正反應(yīng)速率常數(shù)增大，逆反應(yīng)速率常數(shù)減小C.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均增大D.正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率常數(shù)均不變二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個板式換熱器用于冷卻熱流體，熱流體進口溫度為200℃，出口溫度為100℃，流量為2000kg/h，比熱容為2.0kJ/(kg·℃)。冷流體進口溫度為20℃，出口溫度為60℃，流量為3000kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·℃)。計算換熱器的對數(shù)平均溫差和換熱面積。2、（本題5分）一個連續(xù)精餾塔分離二元理想混合物，塔頂采用全凝器，進料為氣液混合物，氣液比為1:1（摩爾比），進料中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5，塔頂產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，回流比為2，相對揮發(fā)度為3。求理論板數(shù)和進料位置。3、（本題5分）一種氣體混合物由甲烷、乙烷和丙烷組成，其摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.5、0.3和0.2，在25°C和1atm下，求混合物的平均摩爾質(zhì)量和密度。4、（本題5分）一個蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度為-10°C，在冷凝器中的冷凝溫度為40°C，制冷量為10kW，壓縮機的絕熱效率為0.8。計算壓縮機的功耗和冷凝器的熱負(fù)荷。5、（本題5分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）和一個平推流反應(yīng)器（PFR）并聯(lián)的系統(tǒng)中進行一級不可逆反應(yīng)，CSTR的體積為1.5m3，反應(yīng)速率常數(shù)為0.15h?1，進料流量為4m3/h，進料中反應(yīng)物濃度為0.8mol/L，PFR的體積為2.5m3。求系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)化率。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）結(jié)合化工企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)化需求，深入探討統(tǒng)計過程控制在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)收集、分析方法和質(zhì)量改進措施。2、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，反應(yīng)級數(shù)的確定對于理解反應(yīng)動力學(xué)至關(guān)重要。請論述確定反應(yīng)級數(shù)的實驗方法和數(shù)據(jù)分析方法，并舉例說明。3、（本題5分）解釋在化工過程的膜分離技術(shù)中，膜的滲透通量和選擇性的影響因素及優(yōu)化方法。4、（本題5分）解釋在化工過程的吸收操作中，如何進行吸收劑的再生和循環(huán)利用以降低成本。5、（本