山西林业职业技术学院《工业催化基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《工业催化基础》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于一种热敏性物料，以下哪种干燥方法能够最大程度地保持物料的性质不发生改变？（）A.热风干燥B.冷冻干燥C.真空干燥D.喷雾干燥2、化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，活度系数模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性较强，以下哪种活度系数模型可能更准确？（）A.威尔逊模型B.理想溶液模型C.正规溶液模型D.非随机双液模型3、化工过程中的蒸发操作常用于浓缩溶液。在一个单效蒸发器中，若进料的温度升高，蒸发器的生产能力会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小4、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀5、化工中的干燥过程需要消耗大量能源。对于一个节能型的干燥系统，以下哪个环节的节能潜力最大？（）A.干燥设备的选型B.干燥介质的循环利用C.余热的回收D.优化干燥操作条件6、在化工传热过程中，保温层的设置可以减少热量损失。以下关于保温层厚度的确定，哪种方法最为准确？（）A.根据经验选择B.通过热平衡计算C.采用经济厚度法D.以上方法效果相同7、在化学反应工程中，对于一个连续搅拌釜式反应器（CSTR），以下关于其停留时间分布的特点，不正确的是：（）A.停留时间分布较宽B.存在返混C.停留时间均一D.适用于慢反应8、化工生产中的萃取精馏常用于分离沸点相近的混合物。对于萃取精馏的原理和操作要点，以下说法不准确的是（）A.加入萃取剂改变相对挥发度B.萃取剂的选择至关重要C.操作压力对分离效果影响不大D.要控制好萃取剂的流量9、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在对流传热过程中，当流体的流速增加时，以下关于对流传热系数的变化，正确的是：（）A.对流传热系数不变B.对流传热系数减小C.对流传热系数增大D.对流传热系数先增大后减小10、在化工过程的放大中，相似放大法是常用的方法之一。以下关于相似放大法的优点，哪种说法是不准确的？（）A.基于物理相似原理B.能够较好地预测放大后的性能C.不需要大量的实验数据D.适用于各种类型的化工过程11、在化学反应动力学中，对于一个零级反应，其反应速率与反应物浓度无关。若将反应容器的体积增大一倍，反应时间会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.不变D.变为原来的一半12、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13、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利14、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，其熵值是增加还是减少？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少15、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化工原理中，沉降操作常用于分离颗粒混合物。请阐述重力沉降和离心沉降的原理，并比较它们的优缺点和适用范围。2、（本题5分）化工过程中的膜分离技术发展迅速，请阐述常见膜分离过程（如反渗透、超滤、微滤等）的分离原理和应用领域，并分析膜污染的原因及防治措施。3、（本题5分）化工分离过程中的膜分离技术中，膜污染是影响膜性能和使用寿命的关键因素。请详细介绍膜污染的类型和形成机制，并讨论如何采取有效的措施来减轻膜污染。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂使用精馏塔分离二元混合物，进料组成中轻组分的摩尔分数为0.4，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数要求达到0.9，塔釜液中轻组分的摩尔分数为0.1。回流比为3，计算最小回流比和所需的理论塔板数。2、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行二级不可逆反应A+B→C，反应速率常数k=2L/(mol·min)，进料中A和B的浓度均为2mol/L，进料流量为10L/min，反应器体积为50L。计算反应器出口处A、B和C的浓度。3、（本题5分）某化学反应在等温等容条件下进行，反应式为2A→3B，反应速率常数为0.02min^-1，初始时A的浓度为4mol/L，反应进行2小时后，计算B的浓度。4、（本题5分）一个固定床吸附器中用活性炭吸附空气中的有机气体，进气中有机气体的浓度为1000mg/m³，气体流量为1000m³/h，吸附剂的平衡吸附量为200mg/g，吸附剂的装填量为500kg，计算吸附器的穿透时间。5、（本题5分）一理想气体在绝热可逆膨胀过程中，从初始状态（T1=300K，P1=2atm）膨胀到终态体积为初始体积的2倍，求终态温度T2。已知该气体的Cv,m=20.79J/(mol·K)。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个化工项目在建设过程中需要进行项目风险管理策略制定，以降低项目风险。请分析项目风险管理策略制定的方法和步骤。2、（本题10分）一