民办四川天一学院《生化工厂设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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20个小题，每小题1分，共20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、在化工传热设备中，热管具有高效的传热性能。热管内部的工作液体在蒸发段蒸发，在冷凝段冷凝，其传热过程主要依靠什么原理？（）A.热传导B.热对流C.热辐射D.相变传热2、化工中的气液传质设备有多种类型。对于填料塔和板式塔的比较，以下说法错误的是（）A.填料塔的压降小B.板式塔的操作弹性大C.填料塔的持液量小D.板式塔的分离效率一定高于填料塔3、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件4、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5、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能6、在化学反应工程中，对于气液反应，以下哪种反应器类型能够提供较大的相界面积？（）A.鼓泡塔反应器B.填料塔反应器C.喷雾塔反应器D.以上反应器类型效果相同7、在化工热力学中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，不准确的是（）A.判断过程的可逆性B.评估能量利用效率C.熵增越大越好D.指导过程的优化8、在化工过程控制中，比例积分微分（PID）控制器是常用的控制器类型。以下关于PID控制器参数整定的方法，不正确的是：（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.理论计算法9、在化工生产中，换热器是常见的设备。对于一个逆流操作的换热器，当冷热流体的进口温度不变，而热流体的流量增加时，以下关于传热温差的变化，正确的是：（）A.传热温差增大B.传热温差减小C.传热温差不变D.传热温差的变化无法确定10、在化工工艺设计中，工艺流程的选择需要综合考虑多方面因素。对于一个生产同一种产品的不同工艺流程，以下关于选择的依据，不正确的是：（）A.设备投资成本B.操作人员的经验C.原材料的供应D.产品的质量11、化工过程中的结晶器设计，若要得到较大粒度的晶体，以下哪种操作条件较为有利？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.较强的搅拌强度12、在化工设计中，需要对管道进行选材。对于输送强腐蚀性介质的管道，以下哪种材料通常不适合？（）A.不锈钢B.碳钢C.聚四氟乙烯D.玻璃钢13、在化工分离过程中，液液萃取的分配系数是衡量萃取效果的重要参数。对于一个特定的萃取体系，以下关于分配系数的影响因素，不正确的是：（）A.萃取剂的种类B.被萃取物质的浓度C.温度D.压力14、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器15、在化工吸附过程中，吸附剂的吸附容量与哪些因素有关？以下哪项因素通常不是主要影响因素？（）A.吸附质的浓度B.吸附剂的比表面积C.吸附温度D.吸附剂的颜色16、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的外扩散阻力影响最大？（）A.流体的流速B.催化剂的颗粒大小C.反应物的浓度D.反应温度17、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（）A.输入物料量一定大于输出物料量B.输入物料量一定等于输出物料量C.输入物料量一定小于输出物料量D.输入物料量与输出物料量的大小关系不确定18、在化工过程控制中，反馈控制是常用的控制策略之一。当被控变量受到一个阶跃干扰时，以下关于反馈控制系统的响应，正确的是：（）A.被控变量立即回到设定值B.被控变量逐渐回到设定值C.被控变量会超过设定值D.被控变量不会受到干扰的影响19、对于化工中的萃取精馏过程，以下关于其原理和应用，哪一个是正确的？（）A.萃取精馏是向精馏塔的塔顶加入萃取剂，增大组分间的相对挥发度，从而实现分离沸点接近或形成共沸物的混合物B.萃取精馏只适用于分离芳烃和非芳烃混合物，对其他类型的混合物分离效果不佳C.萃取精馏过程中，萃取剂的加入量越多越好，以提高分离效果D.萃取精馏的操作条件与普通精馏相同，不需要特殊的控制和调节20、在化工分离过程中，离心分离是利用离心力实现分离的方法。对于一个固液混合物的离心分离过程，以下关于离心分离因数的影响因素，不正确的是：（）A.离心机的转速B.混合物的密度差C.离心机的半径D.分离时间二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化工热力学中，状态方程是描述物质状态的重要工具。请介绍几种常见的状态方程，如理想气体状态方程、范德华方程等，并比较它们的适用范围和优缺点。2、（本题5分）随着化工新材料的不断涌现，分析其性能特点和应用领域，如高性能纤维、特种工程塑料、电子化学品等在航空航天、电子信息等行业的应用前景。3、（本题5分）简述在化工固体废弃物的处置和资源化利用中，如何通过分类、处理和回收等手段，减少废弃物对环境的影响并实现资源的最大化利用。4、（本题5分）详细说明在化工设备的腐蚀与防护中，缓蚀剂的作用原理和应用方法。5、（本题5分）在化学反应工程中，多相反应的传质和传热过程对反应速率有显著影响。请论述多相反应中传质和传热的机制，并分析如何优化反应条件以提高反应速率。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某化工厂的一个车间需要进行节能减排改造。请分析可以采取哪些化学工程措施来实现这一目标。2、（本题5分）一家涂料生产企业的产品出现了光泽度不够的问题。请分析原因并提出改进措施。3、（本题5分）一家化工企业在进行成本控制时，发现能源管理存在漏洞，能源浪费严重。请分析能源管理漏洞产生的原因，并提出加强能源管理的措施。4、（本题5分）某化工企业的废水处理系统运行效果不佳，无法达到排放标准。请分析废水处理系统存在的问题，并提出改进和优化的方案。5、（本题5分）某化工厂的一个反应过程需要提高产物的选择性。请分析可以采取哪些方法。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工厂进行燃烧反应，燃料为丁烷，空气过剩系数为1.05，丁烷的燃烧热为2878kJ/mol，计算燃烧产物的温度和热损失。2、（本题10分）在一个固定床反应器中进行催化加氢反应，反应为二级不可逆反应，反应速率常数为0.2L/(mol·s)，催化剂颗粒孔隙率为0.35，床层堆积密度为900kg/m³，进料气体流速为6m³/s，