中國青年政治學院《分離科學基礎》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在化工膜分離過程中，膜的性能對分離效果有著重要影響。以下關于膜性能的描述，哪項不是關鍵指標？（）A.膜的孔徑分布B.膜的厚度C.膜的機械強度D.膜的顏色2、在化工熱力學中，對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，以下關于其溫度和壓力變化的描述，正確的是：（）A.溫度升高，壓力降低B.溫度降低，壓力升高C.溫度和壓力均不變D.溫度降低，壓力降低3、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于一種熱敏性物料，以下哪種干燥方法能夠最大程度地保持物料的性質不發(fā)生改變？（）A.熱風干燥B.冷凍干燥C.真空干燥D.噴霧干燥4、化工中的精餾操作是分離液體混合物的重要方法。對于精餾塔的設計和操作，以下說法錯誤的是（）A.理論塔板數(shù)可以通過逐板計算法求得B.回流比越大，分離效果越好C.進料位置對塔的性能沒有影響D.塔板效率會影響實際塔板數(shù)5、在化工生產中的蒸發(fā)操作，以下關于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關鍵？（）A.溶液的性質B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小6、化學反應的選擇性對于提高產品質量和原料利用率非常重要。以下關于提高化學反應選擇性的方法，不正確的是（）A.選擇合適的催化劑B.控制反應條件C.隨意改變反應物比例D.優(yōu)化反應路徑7、在化工生產中的結晶過程，以下哪個因素對于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強度C.過飽和度D.晶種的加入量8、在化工吸收過程中，如果吸收劑的用量無限增大，吸收率會如何變化？（）A.吸收率無限增大B.吸收率趨近于1C.吸收率保持不變D.吸收率逐漸減小9、在化工分離過程中，精餾塔的操作壓力對分離效果有重要影響。一般來說，降低操作壓力會導致以下哪種情況？（）A.相對揮發(fā)度增大B.相對揮發(fā)度減小C.塔板效率提高D.塔板數(shù)增加10、化學反應工程是化學工程的重要分支。在一個間歇式攪拌反應器中進行不可逆的一級反應，若要提高產物的收率，以下哪種操作方式最為有效？（）A.增加反應物濃度B.升高反應溫度C.延長反應時間D.加快攪拌速度11、在化工反應動力學的研究中，需要確定反應的級數(shù)和速率常數(shù)。對于一個復雜的反應體系，以下哪種實驗方法最有助于準確測定反應級數(shù)？（）A.改變反應物濃度B.改變反應溫度C.加入催化劑D.改變反應壓力12、在化學反應工程中，對于一個復雜反應體系中的平行競爭反應，以下哪種方法可以提高目標產物的選擇性？（）A.選擇合適的催化劑B.改變反應溫度C.調整反應物的濃度D.以上方法都可以13、在化工生產中，經(jīng)常需要對反應進行催化。對于一個需要高選擇性的催化反應，以下哪種催化劑的制備方法能夠更好地控制催化劑的活性和選擇性？（）A.浸漬法B.沉淀法C.溶膠-凝膠法D.離子交換法14、在化學吸收過程中，吸收劑的選擇至關重要。當吸收一個具有較高溶解度的氣體時，以下關于吸收劑性能的要求，不正確的是：（）A.吸收劑的化學穩(wěn)定性要高B.吸收劑的揮發(fā)性要低C.吸收劑的粘度要大D.吸收劑與被吸收氣體的反應速率要快15、在化工自動化控制中，以下哪種控制方式能夠實現(xiàn)對被控變量的無差調節(jié)？（）A.位式控制B.比例控制C.積分控制D.微分控制16、在化學反應工程中，對于一個連續(xù)攪拌釜式反應器（CSTR），以下關于其停留時間分布的特點，不正確的是：（）A.停留時間分布較寬B.存在返混C.停留時間均一D.適用于慢反應17、化工中的吸附過程存在吸附平衡。對于一個給定的吸附體系，以下哪個因素對吸附平衡的影響最大？（）A.溫度B.壓力C.吸附劑的比表面積D.吸附質的濃度18、在化工分離過程中，離心分離是利用離心力實現(xiàn)分離的方法。對于一個固液混合物的離心分離過程，以下關于離心分離因數(shù)的影響因素，不正確的是：（）A.離心機的轉速B.混合物的密度差C.離心機的半徑D.分離時間19、對于化工過程中的萃取過程，以下哪種情況下萃取劑的用量需要增加？（）A.溶質在原溶劑中的溶解度增大B.溶質在萃取劑中的溶解度減小C.原溶劑與萃取劑的互溶性增強D.萃取相和萃余相的分離難度增大20、在化工分離過程中，膜分離技術具有獨特的優(yōu)勢。以下關于膜分離過程的特點，哪種描述是不正確的？（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.適用范圍廣D.膜的成本低且易于維護21、在化工過程的模擬計算中，需要選擇合適的熱力學模型。對于一個包含極性物質和非極性物質的混合物體系，以下哪種熱力學模型的適用性更好？（）A.理想氣體模型B.活度系數(shù)模型C.狀態(tài)方程模型D.以上都不是22、在化工流程模擬中，建立準確的數(shù)學模型是關鍵。對于一個復雜的化工流程，以下關于模型簡化的原則，不正確的是：（）A.忽略對結果影響較小的因素B.盡量保留所有的細節(jié)C.保證模型的準確性和可靠性D.根據(jù)實際情況進行合理的假設23、在化工生產中，經(jīng)常需要對混合物進行干燥處理。對于一個恒速干燥階段，以下關于干燥速率的主要影響因素，正確的是：（）A.物料的含水量B.干燥介質的溫度C.干燥介質的流速D.物料的性質24、在化工生產中，經(jīng)常需要對物料進行加熱。對于一種需要精確控制加熱溫度的物料，以下哪種加熱方式的溫度控制精度最高？（）A.電加熱B.蒸汽加熱C.熱油加熱D.紅外線加熱25、在化學反應器的選型中，對于反應級數(shù)較高的反應，以下哪種反應器類型通常更合適？（）A.間歇反應器B.連續(xù)攪拌釜式反應器C.管式反應器D.流化床反應器26、在化工熱力學中，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，其熵值是增加還是減少？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少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)?？（）A.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29、化學反應工程中的催化反應，催化劑起著關鍵作用。以下關于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應速率B.催化劑的活性會永久保持C.中毒和燒結會導致失活D.可以改變反應的選擇性30、在化學反應器的設計中，需要考慮物料的流動模式。對于理想的平推流反應器，以下關于其特點的描述，不正確的是：（）A.不存在返混B.反應物濃度沿反應器長度逐漸變化C.不同停留時間的物料之間會混合D.反應速率只與反應器內位置有關二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某換熱器用溫度為200°C的熱流體加熱溫度為80°C的冷流體，熱流體的流量為10kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)，冷流體的流量為8kg/s，比熱容為4kJ/(kg·K)。若換熱器的傳熱系數(shù)為500W/(m2·K)，換熱面積為20m2，求冷熱流體的出口溫度。2、（本題5分）某精餾塔進料為汽液混合物，汽相摩爾分數(shù)為0.6，進料中輕組分的摩爾分數(shù)為0.4，塔頂產品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.9，塔釜產品中輕組分的摩爾分數(shù)為0.1，回流比為2，計算塔頂和塔釜的產品流量。3、（本題5分）在一個吸附塔中，用活性炭吸附廢氣中的苯，吸附平衡符合Langmuir方程，吸附劑用量為80kg，進氣中苯的濃度為300mg/m3，出口濃度要求低于30mg/m3，計算吸附時間。4、（本題5分）有一反應釜進行二級不可逆反應A→3B，反應速率常數(shù)為0.4L/(mol·s)，初始濃度為4mol/L，反應進行5s后，求反應物A的轉化率。5、（本題5分）在一個精餾塔中，進料為含乙醇40%（摩爾分數(shù)，下同）和丙醇60%的混合物，進料量為550kmol/h，要求塔頂餾出液中乙醇的含量不低于90%，塔底釜殘液中乙醇的含量不高于10%。已知乙醇和丙醇的相對揮發(fā)度為5，求最小回流比和理論板數(shù)。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）請詳細闡述化工過程中的流化床操作，包括流化床的工作原理、特點以及在催化反應、干燥、燃燒等過程中的應用和優(yōu)化。2、（本題5分）論述在化工反應工程中，如何進行反應系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性分析和采取相應的控制措施。3、（本題5分）闡述在化工過程的智能監(jiān)測與診斷系統(tǒng)中，如何利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的實時分析和故障診斷。4、（本題5分）論述在化