青海农牧科技职业学院《化工设备及仪表自动化基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页青海农牧科技职业学院《化工设备及仪表自动化基础》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定2、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.优化进料热状态D.余热回收利用3、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（）A.增加塔板数B.提高回流比C.增大进料量D.升高操作压力4、在化工过程的优化中，目标函数的建立是关键步骤之一。以下关于目标函数的选择和构建，不正确的是（）A.可以是经济效益最大化B.可以是能耗最小化C.目标函数的构建不考虑约束条件D.要综合考虑多方面因素5、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（）A.熵变为零B.熵变小于零C.熵变大于零D.熵变的正负无法确定6、化工过程中的质量传递现象普遍存在。在进行气体吸收操作时，如果要提高吸收剂对气体溶质的吸收率，以下哪个措施最为可行？（）A.增加吸收剂的流量B.降低吸收温度C.减小吸收塔的高度D.增大气体流速7、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（）A.适用于理想流体B.忽略了流体的粘性C.对于可压缩流体也适用D.可以精确计算实际流体的能量8、在化工原理中，研究流体流动时，雷诺数是一个重要的无量纲参数。当雷诺数大于4000时，流体的流动状态通常为：（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法确定9、在化学反应动力学研究中，对于一个一级反应，其反应速率常数与反应物浓度的关系是怎样的？反应半衰期又如何随初始浓度变化？（）A.反应速率常数与浓度成正比，半衰期与初始浓度无关B.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度成正比C.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度无关D.反应速率常数与浓度成反比，半衰期与初始浓度成反比10、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器11、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体12、在化学反应工程中，对于一个均相催化反应，催化剂的浓度增加，反应速率会如何变化？（）A.线性增加B.先增加后趋于平稳C.指数增加D.不变13、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本14、化学反应工程中的催化反应，催化剂起着关键作用。以下关于催化剂的性能和失活原因，不正确的是（）A.能提高反应速率B.催化剂的活性会永久保持C.中毒和烧结会导致失活D.可以改变反应的选择性15、化工过程的模拟和优化对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。在使用化工模拟软件进行过程优化时，以下哪个参数的优化对经济效益的提升最为明显？（）A.原材料的消耗B.产品的产量C.设备的投资D.操作工人的数量二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在化工过程的模拟软件应用中，如何输入准确的参数和模型，进行工艺过程的模拟和预测，并根据模拟结果进行优化改进。2、（本题5分）论述在化工设计中，如何进行消防系统的设计以确保化工生产的消防安全。3、（本题5分）化工热力学中的超额函数在描述溶液的非理想性方面具有重要作用，请解释超额Gibbs自由能、超额焓和超额熵的概念，并说明它们之间的关系。4、（本题5分）请详细阐述化工过程中的冷冻结晶技术，包括冷冻结晶的原理、影响因素以及在化工分离和提纯中的应用和工艺优化。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个非等温间歇反应器中进行不可逆放热反应A→B，反应活化能为50000J/mol，指前因子为1×10^7L/(mol·s)，初始温度为300K，反应热为-50000J/mol。计算在绝热条件下反应达到80%转化率时的温度。2、（本题5分）在一个板式塔中进行精馏操作，塔板间距为0.5m，堰高为0.05m，液流强度为20m³/(m·h)，液体密度为800kg/m³，求堰上液层高度和降液管内液体停留时间。3、（本题5分）一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.1mm，密度为2000kg/m³，气体流速为2m/s，气体密度为1.2kg/m³，摩擦系数为0.8，计算催化剂的带出速度。4、（本题5分）在一个板式塔中进行精馏操作，塔板间距为0.45m，堰高为0.06m，液流强度为18m³/(m·h)，液体密度为900kg/m³，求堰上液层高度和降液管内液体停留时间。5、（本题5分）一个化工厂用膜过滤器过滤含有固体颗粒的悬浮液，膜的孔径为0.1μm，过滤压差为0.2MPa，悬浮液中固体颗粒的浓度为10g/L，过滤面积为0.5m2，过滤时间为2小时。假设过滤过程符合恒压过滤方程，计算过滤后得到的滤液体积。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项催化反应实验时，催化剂的活性和选择性达不到预期效果。请探讨可能影响催化剂性能的因素，并提出改进的思路和方法。2、（本题10分）某化工厂的某个生产装置在运行过程中，能耗逐渐升高，超出了正常范围。请分析能耗升高的原因，并提出节能降