平?jīng)雎殬I(yè)技術(shù)學(xué)院《化工工藝設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁平?jīng)雎殬I(yè)技術(shù)學(xué)院

《化工工藝設(shè)計》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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工熱力學(xué)中，對于混合物的汽液平衡計算，以下哪種方法在高壓條件下更為適用？（）A.理想溶液模型B.活度系數(shù)法C.狀態(tài)方程法D.經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式2、在化工中的過濾操作，關(guān)于過濾介質(zhì)的選擇和過濾機(jī)的類型，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.過濾介質(zhì)應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和適當(dāng)?shù)目紫洞笮?。常見的過濾介質(zhì)有織物介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)和堆積介質(zhì)等。過濾機(jī)有板框壓濾機(jī)、葉濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)等，不同類型的過濾機(jī)適用于不同的過濾任務(wù)B.過濾介質(zhì)的孔隙越小越好，能夠提高過濾精度C.所有的過濾機(jī)都采用相同的過濾原理和操作方式，只是結(jié)構(gòu)不同D.過濾機(jī)的處理能力只取決于過濾面積，與過濾介質(zhì)和操作條件無關(guān)3、在化工過程控制中，前饋控制可以彌補(bǔ)反饋控制的不足。對于一個受可測干擾影響的過程，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.不需要測量干擾4、在化工流體力學(xué)中，對于非牛頓流體的流動，其粘度通常不是常數(shù)。若一種非牛頓流體的表觀粘度隨剪切速率的增加而減小，這種流體被稱為？（）A.假塑性流體B.脹塑性流體C.賓漢流體D.觸變性流體5、化工生產(chǎn)中的膜分離過程除了反滲透，還有超濾、納濾等。以下關(guān)于這些膜分離過程的特點(diǎn)和應(yīng)用，不正確的是（）A.超濾能截留大分子物質(zhì)B.納濾的截留分子量介于超濾和反滲透之間C.膜分離過程不受操作壓力影響D.可以用于廢水處理和物質(zhì)分離6、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。對于一個包含多個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7、對于化工中的非均相反應(yīng)過程，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對反應(yīng)的影響，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.相間傳質(zhì)會影響非均相反應(yīng)的速率和選擇性。如果傳質(zhì)速率小于反應(yīng)速率，反應(yīng)會受到傳質(zhì)的限制；如果傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，反應(yīng)則主要受化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制B.相間傳質(zhì)對非均相反應(yīng)沒有影響，反應(yīng)速率只取決于化學(xué)反應(yīng)本身C.相間傳質(zhì)總是會促進(jìn)非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)速率和選擇性D.相間傳質(zhì)的影響可以忽略不計，在研究非均相反應(yīng)時不需要考慮8、化工傳遞過程包括動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。在一個熱傳導(dǎo)過程中，若兩種材料的熱導(dǎo)率相差較大，界面處的溫度分布會呈現(xiàn)怎樣的特點(diǎn)？（）A.溫度分布均勻B.溫度在界面處發(fā)生突變C.溫度在界面附近有較大的梯度D.溫度在遠(yuǎn)離界面處有較大的梯度9、化學(xué)反應(yīng)工程中的催化反應(yīng)，催化劑起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應(yīng)速率B.催化劑的活性會永久保持C.中毒和燒結(jié)會導(dǎo)致失活D.可以改變反應(yīng)的選擇性10、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究溫度對反應(yīng)速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當(dāng)活化能增大時，以下關(guān)于溫度對反應(yīng)速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度11、化工中的攪拌釜式反應(yīng)器在很多情況下被使用。當(dāng)反應(yīng)物料的粘度隨反應(yīng)進(jìn)程發(fā)生顯著變化時，以下哪種攪拌槳轉(zhuǎn)速的控制策略能夠保證反應(yīng)的均勻性？（）A.恒定轉(zhuǎn)速B.逐漸增加轉(zhuǎn)速C.逐漸降低轉(zhuǎn)速D.根據(jù)物料粘度實(shí)時調(diào)整轉(zhuǎn)速12、在化工熱力學(xué)中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學(xué)性質(zhì)起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，表述不準(zhǔn)確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計算復(fù)雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計算所有流體13、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究中，對于一個一級反應(yīng)，其反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)物濃度的關(guān)系是怎樣的？反應(yīng)半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關(guān)B.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，半衰期與初始濃度成正比C.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，半衰期與初始濃度無關(guān)D.反應(yīng)速率常數(shù)與濃度成反比，半衰期與初始濃度成反比14、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，測量數(shù)據(jù)的誤差分析是必不可少的。以下關(guān)于誤差的來源和處理方法，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差可以通過校準(zhǔn)消除B.隨機(jī)誤差可以通過多次測量平均減小C.粗大誤差對結(jié)果影響不大，可以忽略D.誤差分析可以評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性15、在化工生產(chǎn)中的流化床燃燒爐中，以下哪種因素不是影響燃燒效率的關(guān)鍵因素？（）A.燃料顆粒大小B.流化速度C.空氣過剩系數(shù)D.爐膛壓力二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）化工分離過程中的吸附平衡和吸附動力學(xué)是吸附操作的理論基礎(chǔ)。請詳細(xì)介紹吸附平衡和吸附動力學(xué)的概念和模型，并分析如何利用它們來設(shè)計和優(yōu)化吸附過程。2、（本題5分）化工原理中的干燥過程中的濕空氣性質(zhì)對于干燥操作的分析和設(shè)計具有重要意義，請詳細(xì)說明濕空氣的主要性質(zhì)參數(shù)（如濕度、相對濕度、焓等）的定義和計算方法，并分析它們在干燥過程中的變化規(guī)律。3、（本題5分）論述在化工過程的膜分離技術(shù)中，膜污染的形成原因和防治措施。4、（本題5分）請詳細(xì)闡述化工過程中的乳化現(xiàn)象，包括乳化劑的作用原理、乳液的穩(wěn)定性以及在食品、化妝品、制藥等行業(yè)中的應(yīng)用和制備方法。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個換熱器中用熱水將冷水從20°C加熱到80°C，熱水進(jìn)口溫度為100°C，出口溫度為60°C，冷水流量為10kg/s，熱水流量為8kg/s，水的比熱容為4.2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積。2、（本題5分）某氣體混合物中含有氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2）和二氧化碳（CO2），其摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.7、0.2和0.1?？倝毫?0atm，溫度為300K。已知氮?dú)?、氧氣和二氧化碳的摩爾比熱容分別為29.1J/(mol·K)、29.4J/(mol·K)和37.1J/(mol·K)，計算混合物的比熱容。3、（本題5分）某吸收塔用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)，進(jìn)塔氣體中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，吸收率為90%，相平衡關(guān)系為y=1.5x，計算出塔液相中溶質(zhì)的濃度。4、（本題5分）某吸收塔用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)A，進(jìn)口混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，出口混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)要求降低到0.02，平衡關(guān)系為y=2x，氣液比為2。求所需的傳質(zhì)單元數(shù)。5、（本題5分）在一個吸收塔中，用含溶質(zhì)0.002（摩爾比）的溶液吸收混合氣中的溶質(zhì)，混合氣中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.02，吸收率為90%，氣液平衡關(guān)系為y=1.5x，求最小液氣比。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行成本核算和分析，以優(yōu)化企業(yè)的成本結(jié)構(gòu)。分析成本核算和分析的方法和步驟。2、（本題10分）一個化工產(chǎn)品的儲存過程中，出現(xiàn)了