中國人民大學(xué)《工業(yè)催化》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頁中國人民大學(xué)

《工業(yè)催化》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15個小題，每小題1分，共15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(zhì)不發(fā)生改變？（）A.熱風(fēng)干燥B.冷凍干燥C.真空干燥D.噴霧干燥2、化工安全是化工生產(chǎn)的首要問題。在處理易燃易爆的化工物料時，以下哪種安全措施是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的？（）A.安裝防爆電氣設(shè)備B.制定嚴(yán)格的操作規(guī)程C.進(jìn)行靜電消除處理D.配備消防滅火設(shè)備3、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對物料進(jìn)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4、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5、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6、在化工設(shè)計中，需要考慮設(shè)備的布局和管道的走向。對于一個具有多個反應(yīng)釜和分離設(shè)備的化工廠，以下哪個原則在設(shè)備布局時應(yīng)首先遵循？（）A.流程順暢B.節(jié)省空間C.便于操作和維修D(zhuǎn).符合安全規(guī)范7、在化工分離過程中，液液萃取的分配系數(shù)是衡量萃取效果的重要參數(shù)。對于一個特定的萃取體系，以下關(guān)于分配系數(shù)的影響因素，不正確的是：（）A.萃取劑的種類B.被萃取物質(zhì)的濃度C.溫度D.壓力8、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的強(qiáng)度計算是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/49、在化工過濾操作中，過濾速率與過濾壓差之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)過濾壓差增大時，以下哪種情況不太可能發(fā)生？（）A.過濾速率加快B.濾餅厚度增加C.濾液的澄清度提高D.過濾介質(zhì)的阻力增大10、在化工生產(chǎn)中的攪拌釜中，以下哪種攪拌槳葉形式適用于高粘度流體的攪拌？（）A.螺旋槳式B.渦輪式C.錨式D.槳式11、在化工分離過程中，超濾膜分離技術(shù)常用于分離大分子物質(zhì)。以下關(guān)于超濾膜的特點，哪種描述是不正確的？（）A.截留分子量固定B.操作壓力低C.分離精度高D.容易被污染12、在化工過程的放大中，相似放大法是常用的方法之一。以下關(guān)于相似放大法的優(yōu)點，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.基于物理相似原理B.能夠較好地預(yù)測放大后的性能C.不需要大量的實驗數(shù)據(jù)D.適用于各種類型的化工過程13、化工中的結(jié)晶器有多種類型。對于蒸發(fā)結(jié)晶器和冷卻結(jié)晶器的特點和適用范圍，以下描述不正確的是（）A.蒸發(fā)結(jié)晶器適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)B.冷卻結(jié)晶器需要控制冷卻速度C.兩者的操作原理相同D.結(jié)晶器的選型要根據(jù)具體情況14、化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。對于結(jié)晶過程的影響因素，以下說法不正確的是（）A.溶液過飽和度是關(guān)鍵因素B.攪拌速度對結(jié)晶粒度有影響C.雜質(zhì)的存在總是不利于結(jié)晶D.冷卻速率會影響結(jié)晶形態(tài)15、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，需要考慮熱穩(wěn)定性問題。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.可以通過絕熱操作線分析B.與反應(yīng)的放熱量和傳熱速率有關(guān)C.反應(yīng)物濃度對熱穩(wěn)定性沒有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）化工過程中的傳熱操作十分重要，請解釋熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種傳熱方式的基本原理，并舉例說明它們在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述在化工設(shè)計中，如何進(jìn)行管道的應(yīng)力分析和支架的設(shè)計。3、（本題5分）結(jié)合生物化工的發(fā)展，深入探討生物發(fā)酵過程的優(yōu)化控制，包括培養(yǎng)基配方、發(fā)酵條件、代謝調(diào)控等方面對產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。4、（本題5分）分析在化工過程的蒸發(fā)操作中，如何選擇合適的蒸發(fā)器類型和操作條件。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用板式塔分離某二元混合物，全塔效率為50%，理論板數(shù)為10，求實際板數(shù)。若進(jìn)料位置在第5塊理論板，求實際進(jìn)料位置。2、（本題5分）在一個流化床干燥器中干燥濕物料，濕物料的初始含水量為50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），干燥后含水量降至5%，進(jìn)料量為100kg/h，絕干物料的比熱容為1.2kJ/(kg·K)，干燥介質(zhì)為熱空氣，進(jìn)口溫度為120°C，出口溫度為80°C，濕度為0.01kg/kg干空氣，計算所需的干空氣流量。3、（本題5分）一個化工廠需要將一種混合氣體進(jìn)行壓縮，混合氣體的組成為氮氣70%（體積分?jǐn)?shù)）、氧氣20%、二氧化碳10%。初始壓力為1atm，溫度為300K，需要壓縮至10atm。假設(shè)壓縮過程為絕熱過程，絕熱指數(shù)為1.4，計算壓縮后的溫度。4、（本題5分）一個列管式換熱器，用30℃的冷水將70℃的熱流體冷卻到40℃，熱流體的流量為1500kg/h，比熱容為2.0kJ/(kg·℃)，冷水的流量為2000kg/h，比熱容為4.0kJ/(kg·℃)。假設(shè)總傳熱系數(shù)為900W/(m2·℃)，換熱面積為10m2。計算冷流體的出口溫度。5、（本題5分）在一個固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行一級反應(yīng)A→B，催化劑顆粒直徑為5mm，床層孔隙率為0.4，氣體流速為0.5m/s，擴(kuò)散系數(shù)為1×10^-4m2/s。計算有效擴(kuò)散系數(shù)和Thiele模數(shù)。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工企業(yè)的產(chǎn)品在運輸過程中發(fā)生了泄漏。請分析泄漏的原因并提出預(yù)防措施。2、（本題10分）在煤化工行業(yè)，某企業(yè)計劃生產(chǎn)一種新型的煤化工產(chǎn)品。請分析該項目在技術(shù)、經(jīng)