山西旅游職業(yè)學院《化工原理（Ⅰ）》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁山西旅游職業(yè)學院《化工原理（Ⅰ）》

2023-2024學年第二學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20個小題，每小題1分，共20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、在化學反應動力學中，對于一個自催化反應，反應初期和后期的反應速率變化趨勢是怎樣的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持較快D.一直保持較慢2、在化工過程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計算法3、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4、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5、化工生產(chǎn)中的過濾操作，過濾介質(zhì)的選擇對過濾效果有重要影響。以下關于過濾介質(zhì)的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機械強度B.過濾阻力要小C.過濾介質(zhì)的選擇不考慮價格D.要適應過濾物料的性質(zhì)6、在化工流體流動中，當流體流經(jīng)管道時會產(chǎn)生阻力損失。對于層流和湍流兩種流動狀態(tài)，以下關于阻力損失的特點，哪項描述是不正確的？（）A.層流的阻力損失與流速的一次方成正比B.湍流的阻力損失與流速的平方成正比C.層流的阻力損失通常小于湍流D.湍流的阻力損失與管道粗糙度無關7、化工過程中的結(jié)晶器設計，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.較強的攪拌強度8、對于化工中的萃取精餾過程，以下關于其原理和應用，哪一個是正確的？（）A.萃取精餾是向精餾塔的塔頂加入萃取劑，增大組分間的相對揮發(fā)度，從而實現(xiàn)分離沸點接近或形成共沸物的混合物B.萃取精餾只適用于分離芳烴和非芳烴混合物，對其他類型的混合物分離效果不佳C.萃取精餾過程中，萃取劑的加入量越多越好，以提高分離效果D.萃取精餾的操作條件與普通精餾相同，不需要特殊的控制和調(diào)節(jié)9、在化學反應工程中，對于氣固相催化反應，以下哪個因素對于催化劑的內(nèi)擴散阻力影響最大？（）A.催化劑顆粒大小B.反應物濃度C.反應溫度D.氣體流速10、在化工過程的經(jīng)濟評價中，以下哪個指標能夠綜合考慮投資和運營成本？（）A.內(nèi)部收益率B.凈現(xiàn)值C.投資回收期D.成本效益比11、關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12、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13、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.熱風干燥B.冷凍干燥C.真空干燥D.噴霧干燥14、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15、在化工設備設計中，需要考慮材料的選擇以適應不同的工況。對于高溫高壓的化工設備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷16、在化工傳熱過程中，對于多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導，各層的熱阻和溫差之間存在何種關系？（）A.熱阻越大，溫差越大B.熱阻越大，溫差越小C.熱阻與溫差無關D.取決于傳熱系數(shù)17、在化工設備設計中，材料的選擇需要考慮多種因素。對于一個在高溫高壓下工作的反應器，以下關于材料性能的要求，不正確的是：（）A.材料的強度要高B.材料的耐腐蝕性要好C.材料的導熱性要差D.材料的韌性要足18、在化工過程的自動化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關于PID控制器參數(shù)的調(diào)整，哪項說法是不準確的？（）A.增大比例系數(shù)可以加快響應速度B.增大積分時間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時間可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數(shù)的調(diào)整不依賴于系統(tǒng)的特性19、在化工過程的優(yōu)化中，數(shù)學模型的建立是重要的一步。以下關于數(shù)學模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預測過程性能B.指導實驗研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過程的敏感性20、在化工分離過程中，精餾操作是常用的方法之一。當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.改變進料位置二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）化工分離過程中的精餾操作中，回流比的選擇對分離效果和能耗有重要影響。請詳細說明回流比的概念和其對精餾過程的影響，并討論如何確定合適的回流比。2、（本題5分）解釋在化工過程的過濾操作中，如何進行過濾機的操作和維護以保證長期穩(wěn)定運行。3、（本題5分）隨著化工行業(yè)對新能源材料的研究，分析鋰離子電池電極材料的制備工藝、性能優(yōu)化以及在化學工程中的相關問題和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）化工過程中的結(jié)晶器設計需要考慮多個因素，請詳細說明結(jié)晶器的類型（如冷卻結(jié)晶器、蒸發(fā)結(jié)晶器等）和設計要點，包括晶體粒度分布的控制和攪拌的作用。5、（本題5分）解釋在化工生產(chǎn)的干燥過程中，如何利用干燥曲線來優(yōu)化干燥工藝參數(shù)。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠的某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣具有異味，周邊居民投訴不斷。請分析異味產(chǎn)生的原因，并提出消除廢氣異味的治理方案。2、（本題5分）一家化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要進行節(jié)能減排技術改造，以提高企業(yè)的節(jié)能減排水平。分析節(jié)能減排技術改造的方向和重點。3、（本題5分）一家化工企業(yè)的生產(chǎn)設備出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象。請分析原因并提出清理方法。4、（本題5分）一家橡膠生產(chǎn)企業(yè)需要提高橡膠的耐磨性。請分析從化學工程角度可以采取哪些方法。5、（本題5分）一家化工廠在進行安全生產(chǎn)檢查時，發(fā)現(xiàn)安全隱患排查不徹底，整改措施落實不到位。請分析安全隱患排查和整改存在問題的原因，并提出加強安全隱患管理的方案。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個連續(xù)攪拌釜式反應器（CSTR）中進行一級不可逆反應A→B，反應速率常數(shù)為0.5h^-1。進料流量為10L/h，進料中A的濃度為2mol/L。求達到80%轉(zhuǎn)化率時所需的反應器體積。假設反應混合物的體積流量不變。2、（本題10分）在一個間歇釜式反應器中進行如下平行反應：A→B（r1=k1*C_A），A→C（r2=k2*C_A），其中k1=0.5h^-1，k2=0.2h^-1。初始時A的濃度為5mol/L，反應