鄭州師范學(xué)院《化工原理及課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分離氣體混合物。在一個填料吸收塔中，用清水吸收氨氣，若要提高氨氣的吸收率，以下哪種方法效果不明顯？（）A.增加吸收劑的用量B.提高吸收塔的操作壓力C.降低吸收劑的溫度D.減小吸收塔的填料高度2、化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應(yīng)器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，以下比較錯誤的是（）A.間歇反應(yīng)器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應(yīng)時間計算方法不同D.物料混合情況有所差異3、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4、在化工分離過程中，精餾操作是常用的方法之一。當(dāng)混合物中各組分的相對揮發(fā)度接近時，以下哪種措施可以提高分離效果？（）A.增加塔板數(shù)B.提高回流比C.降低操作壓力D.改變進料位置5、在化工設(shè)備的選材中，以下哪種材料通常用于高溫高壓且有腐蝕性介質(zhì)的工況？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鈦合金D.銅合金6、在化工熱力學(xué)中，對于一個封閉系統(tǒng)的絕熱過程，若系統(tǒng)對外做功，其內(nèi)能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少7、在化工過程的能量分析中，熵增原理是一個重要的概念。以下關(guān)于熵增原理在化工過程中的應(yīng)用，哪項表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過程的可行性B.絕熱不可逆過程的熵增大于零C.熵增越大，過程的能量利用效率越高D.可逆過程的熵增為零8、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9、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對于光滑管內(nèi)的湍流流動，以下哪個公式常用于計算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式10、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量11、在化工流體輸送系統(tǒng)中，離心泵是常用的設(shè)備之一。當(dāng)輸送高黏度液體時，離心泵的性能會發(fā)生以下哪種變化？（）A.揚程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不變12、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13、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結(jié)合可以提高控制效果。以下關(guān)于前饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動進行控制B.能夠完全消除擾動的影響C.對測量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用14、關(guān)于化工過程中的干燥速率曲線，以下哪個階段的干燥速率基本不變？（）A.預(yù)熱階段B.恒速干燥階段C.降速干燥階段D.以上階段均有可能15、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，需要考慮物料的流動模式。對于理想的平推流反應(yīng)器，以下關(guān)于其特點的描述，不正確的是：（）A.不存在返混B.反應(yīng)物濃度沿反應(yīng)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(yīng)速率只與反應(yīng)器內(nèi)位置有關(guān)16、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的研究中，對于一個二級反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的平方成正比。若初始反應(yīng)物濃度增加一倍，反應(yīng)速率會變?yōu)樵瓉淼膸妆叮浚ǎ〢.2倍B.4倍C.8倍D.16倍17、在化工熱力學(xué)中，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程，以下關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能和熵的變化，哪項說法是正確的？（）A.內(nèi)能不變，熵增加B.內(nèi)能增加，熵不變C.內(nèi)能減少，熵不變D.內(nèi)能不變，熵不變18、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的強度計算是關(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?/419、在化工熱力學(xué)中，對于理想溶液，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?，體積變化不為零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、化工中的結(jié)晶器設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過程，以下哪個結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點最為關(guān)鍵？（）A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置21、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)22、化工中的液液萃取過程，萃取相和萃余相的組成可以通過相平衡關(guān)系確定。以下關(guān)于相平衡關(guān)系的表示方法和應(yīng)用，不正確的是（）A.可以用三角形相圖表示B.可以計算萃取劑的最小用量C.相平衡關(guān)系不受溫度影響D.用于萃取過程的設(shè)計和計算23、在化工生產(chǎn)中的干燥過程，以下關(guān)于濕物料中水分的分類，哪種說法是正確的？（）A.結(jié)合水比非結(jié)合水更難去除B.自由水比結(jié)合水更容易去除C.平衡水分可以通過干燥完全去除D.以上說法都不正確24、在化工生產(chǎn)中，常常需要對混合物進行分離和提純。對于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進行分離，以下哪種因素對分離效果的影響最為關(guān)鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質(zhì)的溫度25、在化工熱力學(xué)的計算中，以下哪個熱力學(xué)性質(zhì)不是通過狀態(tài)方程直接計算得到的？（）A.壓力B.體積C.熵D.焓二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）隨著化工行業(yè)對安全生產(chǎn)的持續(xù)關(guān)注，分析粉塵爆炸的形成機制、預(yù)防措施以及在化工生產(chǎn)中的風(fēng)險評估和管控方法。2、（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。3、（本題5分）詳細闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過程中，如何利用結(jié)晶動力學(xué)模型來優(yōu)化結(jié)晶過程。4、（本題5分）結(jié)合新能源發(fā)展的趨勢，全面探討化學(xué)工程在可再生能源轉(zhuǎn)化和存儲中的作用，如燃料電池、太陽能電池等技術(shù)中的化工原理和工藝。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在日用化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域，某企業(yè)需要提高產(chǎn)品的溫和性。請分析在化學(xué)工程方面的解決方法。2、（本題5分）在食品添加劑生產(chǎn)領(lǐng)域，某企業(yè)需要開發(fā)一種天然的防腐劑。請分析在化學(xué)工程方面的研究方向。3、（本題5分）某化工廠的一個反應(yīng)釜在進行高溫高壓反應(yīng)時，存在安全風(fēng)險。請分析如何降低風(fēng)險并確保安全。4、（本題5分）一個化工項目在建設(shè)過程中需要進行項目溝通管理，以確保項目各方信息暢通。請分析項目溝通管理的重點和方法。5、（本題5分）在新能源領(lǐng)域，某企業(yè)開發(fā)的生物質(zhì)能源存在轉(zhuǎn)化率不高的問題。請分析原因并提出改進策略。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個精餾塔分離乙醇和水的混合物，進料流量為800kmol/h，進料中乙醇的摩爾分數(shù)為0.3，塔頂餾出液中乙醇的摩爾分數(shù)為0.8，塔底釜液中乙醇的摩爾分數(shù)為0.05，相對揮發(fā)度為2.2，回流比為2.5。計算塔頂和塔底產(chǎn)品的流量。2、（本題10分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進行一級不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h?1。進料流量為10L/h，