揚(yáng)州中瑞酒店職業(yè)學(xué)院《生化工廠設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《生化工廠設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、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(duì)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2、在化學(xué)反應(yīng)工程中，以下哪種類型的反應(yīng)對(duì)反應(yīng)物濃度的變化最為敏感？（）A.零級(jí)反應(yīng)B.一級(jí)反應(yīng)C.二級(jí)反應(yīng)D.三級(jí)反應(yīng)3、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.及時(shí)移除反應(yīng)產(chǎn)物4、在化工過程的優(yōu)化中，靈敏度分析可以幫助確定關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)于一個(gè)化工過程模型，以下關(guān)于靈敏度分析的作用，不正確的是：（）A.評(píng)估參數(shù)變化對(duì)結(jié)果的影響程度B.確定最優(yōu)操作條件C.簡化模型D.驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性5、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，關(guān)于壓力容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循強(qiáng)度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準(zhǔn)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(shè)計(jì)只需要考慮強(qiáng)度失效準(zhǔn)則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設(shè)計(jì)可以采用低于標(biāo)準(zhǔn)的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設(shè)計(jì)壓力可以超過其標(biāo)注的最高工作壓力，只要定期檢驗(yàn)即可6、在化工反應(yīng)的多相催化中，催化劑的載體具有重要作用。以下關(guān)于催化劑載體的功能，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.提高催化劑的活性B.增加催化劑的比表面積C.改善催化劑的熱穩(wěn)定性D.降低催化劑的成本7、在化工原理中，研究液體在填料塔中的流動(dòng)時(shí)，以下關(guān)于填料層壓降的影響因素，不正確的是：（）A.填料的類型B.液體的流量C.填料的堆積方式D.液體的密度8、化工生產(chǎn)中的精餾操作，塔板上氣液接觸方式有多種。以下關(guān)于不同氣液接觸方式的特點(diǎn)，不正確的是（）A.鼓泡接觸傳質(zhì)效率高B.噴射接觸適用于大液量C.泡沫接觸穩(wěn)定性好D.選擇接觸方式不考慮工藝要求9、在化工過程控制中，前饋控制可以彌補(bǔ)反饋控制的不足。對(duì)于一個(gè)受可測(cè)干擾影響的過程，以下關(guān)于前饋控制的特點(diǎn)，正確的是：（）A.根據(jù)偏差進(jìn)行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測(cè)量干擾10、化工中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對(duì)于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過程，以下哪個(gè)結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最為關(guān)鍵？（）A.具有強(qiáng)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11、在化工過程的節(jié)能減排措施中，能量集成技術(shù)發(fā)揮著重要作用。對(duì)于一個(gè)包含多個(gè)熱交換過程的化工系統(tǒng)，以下哪種能量集成方法能夠最大程度地提高能源利用效率？（）A.熱交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化B.熱泵技術(shù)應(yīng)用C.余熱鍋爐利用D.以上都是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(duì)于一個(gè)絕熱反應(yīng)過程，以下哪個(gè)能量項(xiàng)的變化對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)？（）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、在化工過程的自動(dòng)化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)的調(diào)整，哪項(xiàng)說法是不準(zhǔn)確的？（）A.增大比例系數(shù)可以加快響應(yīng)速度B.增大積分時(shí)間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時(shí)間可以增強(qiáng)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14、對(duì)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(zhì)在原溶劑中的溶解度增大B.溶質(zhì)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(qiáng)D.萃取相和萃余相的分離難度增大15、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，對(duì)于承受內(nèi)壓的薄壁容器，以下哪個(gè)參數(shù)是確定容器壁厚的關(guān)鍵因素？（）A.工作壓力B.容器直徑C.材料的許用應(yīng)力D.以上因素都很關(guān)鍵二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在納米技術(shù)與化學(xué)工程的交叉領(lǐng)域，如何制備和應(yīng)用納米材料來改進(jìn)化工過程和產(chǎn)品性能，如納米催化劑、納米涂層等。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(duì)產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。3、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，流體輸送是常見的操作。請(qǐng)論述離心泵的工作原理，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的故障及解決方法。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某精餾塔分離苯-甲苯混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.4（苯的摩爾分?jǐn)?shù)），要求塔頂產(chǎn)品中苯的含量xD不低于0.9，塔底產(chǎn)品中苯的含量xW不高于0.1。已知相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，回流比為4。計(jì)算塔頂和塔底的產(chǎn)品流量。2、（本題5分）一個(gè)連續(xù)釜式攪拌反應(yīng)器（CSTR）串聯(lián)一個(gè)平推流反應(yīng)器（PFR）進(jìn)行三級(jí)不可逆反應(yīng)3A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為2L3/(mol3·h)。CSTR體積為20L，PFR體積為30L，進(jìn)料中A的濃度為4mol/L，進(jìn)料流量為15L/h，計(jì)算出口處A和B的濃度。3、（本題5分）某精餾塔分離二元混合物，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)為0.8，進(jìn)料組成（摩爾分?jǐn)?shù)）為0.5，進(jìn)料流量為80kmol/h，塔頂餾出液采出率為0.4?；亓鞅葹?，理論板數(shù)為12，相對(duì)揮發(fā)度為2.0。計(jì)算塔頂和塔底產(chǎn)品的組成。4、（本題5分）某理想氣體經(jīng)歷一個(gè)多變過程，從初始狀態(tài)（壓力2MPa，溫度400K）變化到終態(tài)（壓力0.5MPa，溫度300K），多變指數(shù)為1.2，計(jì)算氣體對(duì)外所做的功。5、（本題5分）一個(gè)吸收塔用稀硫酸溶液吸收工業(yè)廢氣中的氨氣，進(jìn)氣中氨氣的濃度為10%（體積分?jǐn)?shù)），流量為2000m3/h，吸收劑硫酸溶液的流量為5000L/h，濃度為0.5mol/L。吸收反應(yīng)為：2NH?+H?SO?→(NH?)?SO?。假設(shè)反應(yīng)完全，計(jì)算出口氣體中氨氣的濃度和硫酸溶液的濃度變化。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一項(xiàng)化工合成工藝中，原料的轉(zhuǎn)化率較低，造成了原料的浪費(fèi)和成本的增加。請(qǐng)分析影響原料轉(zhuǎn)