宁夏高校化学工程大学课程试卷

宁夏高校化学工程大学课程试卷考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：宁夏高校化学工程大学课程试卷考核对象：化学工程专业本科二年级学生题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）总分18分-论述题（总共2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.化学反应速率常数k仅受温度影响，与其他因素无关。2.等温过程中，系统的吉布斯自由能变化ΔG始终为零。3.离心泵的扬程与流量的关系呈线性正相关。4.间歇反应釜适用于连续生产的大规模化工工艺。5.理想气体状态方程适用于高压低温条件下的真实气体。6.化工热力学中，熵增原理表明孤立系统的熵永不减少。7.吸收塔的效率仅取决于气液两相的接触面积。8.催化剂通过改变反应活化能来提高反应速率。9.流化床反应器适用于液相反应的均匀混合。10.化工过程控制中，PID控制器适用于所有类型的动态系统。二、单选题（每题2分，共20分）1.下列物质中，属于极性分子的是（）。A.CO₂B.CH₄C.H₂OD.Cl₂2.等压过程中，系统吸收热量时，内能变化ΔU与焓变ΔH的关系为（）。A.ΔU>ΔHB.ΔU<ΔHC.ΔU=ΔHD.ΔU+ΔH=03.离心泵发生气蚀现象的主要原因是（）。A.扬程过高B.流量过大C.液体含气量过高D.功率不足4.间歇反应釜与连续搅拌釜相比，其主要优势在于（）。A.能量效率高B.适用于热敏性物料C.操作成本低D.自动化程度高5.真实气体的行为偏离理想气体状态方程的主要原因是（）。A.温度变化B.压力变化C.分子间作用力D.分子体积6.化工热力学中，卡诺循环的最高效率取决于（）。A.热源温度B.冷源温度C.工质性质D.循环次数7.吸收塔中，增加填料层高度的主要目的是（）。A.提高塔径B.增大气液接触面积C.降低操作压力D.减少能耗8.催化剂中毒现象的主要原因是（）。A.温度过高B.反应物浓度过高C.存在杂质D.活化能降低9.流化床反应器适用于（）。A.固相反应B.液相反应C.气相反应D.多相催化反应10.化工过程控制中，前馈控制的主要作用是（）。A.补偿系统滞后B.消除干扰因素C.提高响应速度D.降低系统噪声三、多选题（每题2分，共20分）1.影响化学反应速率的因素包括（）。A.温度B.催化剂C.浓度D.压力E.表面活性2.等温过程中，系统的吉布斯自由能变化ΔG与化学反应平衡常数K的关系为（）。A.ΔG=-RTlnKB.ΔG=RTlnKC.ΔG=ΔH-TΔSD.ΔG=ΔH+TΔSE.ΔG=03.离心泵的主要性能参数包括（）。A.扬程B.流量C.功率D.效率E.温度4.吸收塔的操作因素包括（）。A.填料类型B.气液流量比C.操作压力D.塔径E.塔高5.催化剂的主要作用包括（）。A.提高反应速率B.改变反应路径C.降低活化能D.改变平衡常数E.延长使用寿命6.流化床反应器的优缺点包括（）。A.反应均匀B.传热效率高C.操作弹性大D.易于放大E.能耗高7.化工过程控制中，常用的控制方法包括（）。A.反馈控制B.前馈控制C.比值控制D.分程控制E.程序控制8.真实气体的PVT关系可通过（）。A.理想气体状态方程B.vanderWaals方程C.Redlich-Kwong方程D.Peng-Robinson方程E.焓-熵图9.化工热力学中，常用的热力学函数包括（）。A.内能B.焓C.熵D.吉布斯自由能E.膨胀功10.化工设备选型的主要依据包括（）。A.处理能力B.操作条件C.能耗指标D.成本效益E.维护难度四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：某化工厂年产10万吨醋酸生产装置的工艺优化问题某化工厂采用液相氧化法生产醋酸，反应方程式为：CH₃CHO+½O₂→CH₃COOH反应在连续搅拌釜反应器（CSTR）中进行，操作温度为150°C，压力为2.0MPa。目前装置的醋酸收率为85%，能耗较高。试分析以下问题：（1）为提高醋酸收率，可采取哪些措施？（2）为降低能耗，可从哪些方面进行优化？案例2：某制药厂精馏塔分离效率低的问题某制药厂使用精馏塔分离某混合溶剂，进料流量为100kmol/h，组成为0.6（摩尔分数），要求塔顶产品纯度为0.95，塔底产品纯度为0.05。目前塔的分离效率仅为70%，试分析可能的原因并提出改进建议。案例3：某炼油厂催化裂化装置的催化剂中毒问题某炼油厂催化裂化装置使用硅铝酸催化剂，运行一段时间后催化剂活性下降，分析可能的中毒原因并提出预防措施。五、论述题（每题11分，共22分）论述题1：论述化工热力学在过程设计与优化中的重要性结合实际案例，分析化工热力学如何指导工艺流程设计、能量集成和经济效益提升。论述题2：论述化工过程控制中先进控制技术的应用前景结合当前工业发展趋势，分析模型预测控制（MPC）、模糊控制等先进控制技术在复杂化工过程中的应用价值与挑战。---标准答案及解析一、判断题1.×（k还受催化剂、浓度等因素影响）2.×（ΔG≤0，自发过程）3.×（呈非线性关系）4.×（间歇适用于小规模或实验室）5.×（高压低温需修正）6.√7.×（还与填料效率、液膜厚度等有关）8.√9.×（适用于气相或液相反应）10.×（不适用于非线性系统）二、单选题1.C2.B3.C4.B5.C6.A7.B8.C9.D10.B三、多选题1.ABCD2.AC3.ABCD4.ABCDE5.ABC6.ABCD7.ABCDE8.BCD9.ABCD10.ABCDE四、案例分析案例1（1）提高收率措施：-优化反应温度与停留时间；-采用高效催化剂；-改进反应器结构（如增加搅拌强度）。（2）降低能耗措施：-采用能量集成技术（如热交换网络）；-优化操作压力；-改进加热/冷却系统。案例2可能原因：-塔板效率低；-塔径过小；-操作回流比不当。改进建议：-更换高效塔板；-优化塔径与填料；-调整回流比。案例3中毒原因：-硅铝酸催化剂表面覆盖（如硫、磷化合物）；-氯离子污染。预防措施：-使用抗中毒催化剂；-加强原料预处理；-定期再生或更换催化剂。五、论述题论述题1化工热力学通过提供P