深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)《工業(yè)分析與分離》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頁深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)

《工業(yè)分析與分離》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、化工過程中的干燥操作，若干燥介質(zhì)的相對濕度降低，干燥速率會怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢2、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個可逆放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，溫度升高會導(dǎo)致平衡常數(shù)如何變化？同時，對反應(yīng)速率又會產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率加快B.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率加快C.平衡常數(shù)減小，反應(yīng)速率減慢D.平衡常數(shù)增大，反應(yīng)速率減慢3、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。對于一個絕熱反應(yīng)過程，以下哪個能量項的變化對反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計？（）A.內(nèi)能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化4、在化工反應(yīng)工程中，以下哪種反應(yīng)器內(nèi)的物料濃度隨時間和空間變化？（）A.間歇釜式反應(yīng)器B.連續(xù)釜式反應(yīng)器C.平推流反應(yīng)器D.全混流反應(yīng)器5、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6、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究中，對于一個一級反應(yīng)，其反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)物濃度的關(guān)系是怎樣的？反應(yīng)半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關(guān)B.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，半衰期與初始濃度成正比C.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，半衰期與初始濃度無關(guān)D.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度成反比，半衰期與初始濃度成反比7、在化工工藝流程設(shè)計中，需要綜合考慮各種因素以達到最優(yōu)的設(shè)計方案。對于一個生產(chǎn)多種產(chǎn)品的化工廠，以下哪個因素在確定工藝流程時的權(quán)重通常最大？（）A.原材料的供應(yīng)B.產(chǎn)品的市場需求C.生產(chǎn)設(shè)備的通用性D.環(huán)保法規(guī)的要求8、在化工分離過程中，膜分離的分離效率通常與膜的孔徑和膜的材質(zhì)有關(guān)。對于微濾膜，其分離的主要依據(jù)是？（）A.分子大小B.電荷性質(zhì)C.溶解度D.化學(xué)親和力9、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的設(shè)計需要遵循嚴(yán)格的規(guī)范。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，以下關(guān)于其壁厚計算的依據(jù)，不正確的是：（）A.材料的屈服強度B.容器的直徑C.容器內(nèi)的壓力D.容器的長度10、在化工熱力學(xué)中，對于理想氣體的狀態(tài)方程，以下哪個方程在高溫低壓條件下能更準(zhǔn)確地描述其行為？（）A.范德華方程B.維里方程C.理想氣體狀態(tài)方程D.RK方程11、化工過程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質(zhì)濃度D.減小進料量12、化工中的攪拌釜傳熱過程需要強化。對于提高攪拌釜的傳熱系數(shù)，以下哪個措施最為有效？（）A.增加攪拌槳的數(shù)量B.改變攪拌槳的類型C.在釜內(nèi)安裝內(nèi)盤管D.提高攪拌轉(zhuǎn)速13、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細小晶體D.提高結(jié)晶收率14、在化學(xué)工程中，吸附操作常用于氣體或液體的凈化和分離。以下關(guān)于吸附劑的選擇和再生，不準(zhǔn)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15、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16、在化工過程的優(yōu)化設(shè)計中，以下哪個方面的考慮對于減少環(huán)境污染最為重要？（）A.選擇清潔的原料B.優(yōu)化反應(yīng)條件C.采用高效的分離技術(shù)D.設(shè)計合理的廢物處理方案17、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18、在化工管道設(shè)計中，需要考慮管道的應(yīng)力和振動問題。對于一個高溫高壓的化工管道系統(tǒng)，以下哪種管道支撐方式能夠有效地減少管道的應(yīng)力和振動？（）A.固定支架B.滑動支架C.導(dǎo)向支架D.彈簧支架19、在化工中的吸附分離過程，關(guān)于吸附劑的選擇和再生方法，以下哪種說法是恰當(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.吸附劑的再生過程復(fù)雜，成本高，因此在實際應(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20、在化工傳熱過程中，保溫層的作用不可忽視。以下關(guān)于保溫層的選擇和計算，不正確的是（）A.要考慮保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)B.保溫層越厚越好C.要計算保溫層的經(jīng)濟厚度D.考慮環(huán)境溫度對保溫效果的影響21、在化工結(jié)晶設(shè)備的選擇中，需要考慮多種因素。以下哪項因素對于結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布影響相對較小？（）A.攪拌速度B.冷卻速率C.設(shè)備的材質(zhì)D.晶種的加入量22、在化工過程控制中，串級控制系統(tǒng)可以提高控制品質(zhì)。以下關(guān)于串級控制系統(tǒng)的特點，不正確的是：（）A.能夠克服干擾B.控制回路多C.調(diào)試簡單D.適用于容量滯后較大的過程23、化工中的結(jié)晶過程受到多種因素的影響。對于一個結(jié)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24、對于化工熱力學(xué)中的理想氣體狀態(tài)方程，以下關(guān)于其適用條件的說法，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.理想氣體狀態(tài)方程適用于任何壓力和溫度下的氣體B.理想氣體狀態(tài)方程只適用于高溫、低壓且分子間無相互作用力的氣體C.理想氣體狀態(tài)方程對所有真實氣體在任何條件下都能準(zhǔn)確描述其性質(zhì)D.理想氣體狀態(tài)方程主要適用于液體，對氣體的適用性較差25、在化工吸附過程中，吸附劑的吸附容量與哪些因素有關(guān)？以下哪項因素通常不是主要影響因素？（）A.吸附質(zhì)的濃度B.吸附劑的比表面積C.吸附溫度D.吸附劑的顏色26、在化工中的過濾操作，關(guān)于過濾介質(zhì)的選擇和過濾機的類型，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.過濾介質(zhì)應(yīng)具有足夠的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性和適當(dāng)?shù)目紫洞笮?。常見的過濾介質(zhì)有織物介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)和堆積介質(zhì)等。過濾機有板框壓濾機、葉濾機、轉(zhuǎn)筒真空過濾機等，不同類型的過濾機適用于不同的過濾任務(wù)B.過濾介質(zhì)的孔隙越小越好，能夠提高過濾精度C.所有的過濾機都采用相同的過濾原理和操作方式，只是結(jié)構(gòu)不同D.過濾機的處理能力只取決于過濾面積，與過濾介質(zhì)和操作條件無關(guān)27、在化工過程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計過程控制（SPC）方法被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于SPC方法的作用，哪項描述不準(zhǔn)確？（）A.預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量B.診斷過程異常C.優(yōu)化生產(chǎn)工藝D.直接提高產(chǎn)品質(zhì)量28、在化工設(shè)備的設(shè)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29、化工中的膜分離技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)的組合最為合適？（）A.陶瓷膜，對稱結(jié)構(gòu)B.聚合物膜，不對稱結(jié)構(gòu)C.金屬膜，多孔結(jié)構(gòu)D.無機膜，復(fù)合結(jié)構(gòu)30、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的分配。對于一個特定的萃取體系，若萃取劑的用量增加，萃取相和萃余相的組成會如何變化？（）A.萃取相中溶質(zhì)濃度增加，萃余相中溶質(zhì)濃度減少B.萃取相中溶質(zhì)濃度減少，萃余相中溶質(zhì)濃度增加C.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均增加D.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均減少二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠進行裂解反應(yīng)，原料為正丁烷，反應(yīng)溫度為750℃，壓力為0.5MPa，反應(yīng)產(chǎn)物包括乙烯、丙烯、丁二烯等。已知反應(yīng)的動力學(xué)方程和熱力學(xué)參數(shù)，計算正丁烷的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性。2、（本題5分）在一個吸收塔中，用清水吸收空氣中的氨氣。進塔氣體中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，出塔氣體中氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.01，氣體流量為1000m^3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），吸收劑用量為2000kg/h。已知亨利系數(shù)為0.5kPa，求吸收率和塔的傳質(zhì)單元數(shù)。3、（本題5分）在一個絕熱恒容的容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：A+3B→2C，初始時A、B的濃度分別為2mol/L、4mol/L，反應(yīng)進行一段時間后，A的濃度變?yōu)?mol/L，求體系的溫度變化。假設(shè)反應(yīng)的焓變ΔH=-50kJ/mol。4、（本題5分）在一個蒸發(fā)過程中，將15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的某溶液濃縮至45%，進料量為900kg/h，蒸發(fā)室的壓力為15kPa（絕壓），對應(yīng)的飽和蒸汽溫度為55°C，溶液的比熱容為3.2kJ/(kg·K)，加熱蒸汽的溫度為125°C，冷凝潛熱為2150kJ/kg，求加熱蒸汽的消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。假設(shè)傳熱系數(shù)為900W/(m2·K)。5、（本題5分）某化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一股含溶質(zhì)A的廢水，流量為1000L/h，初始濃度為1000mg/L?，F(xiàn)采用萃取法處理，萃取劑與廢水的流量比為0.5，平衡分配系數(shù)為5。計算經(jīng)過單級萃取后廢水中溶質(zhì)A的濃度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在化工過程的蒸發(fā)操作中，如何進行蒸發(fā)器的防垢和除垢措施的選擇和實施。2、（本題5分）在化學(xué)工程中，全面論述化工過程模擬軟件的應(yīng)用，包括如何建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型、輸入?yún)?shù)的選擇以及模擬結(jié)果的分析和優(yōu)化。3、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要控制反應(yīng)溫度，請闡述常見的加熱和冷卻方法（如蒸汽加熱、熱水冷卻等）的原理和適用范圍，并分析如何實現(xiàn)精確的溫度控制。4、（本題5分）簡述在化工企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度與優(yōu)化中，如何根據(jù)市場需