學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青海農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院《化工設(shè)備及儀表自動化基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷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、化工過程中的過濾操作常用于分離固體和液體混合物。在一個恒壓過濾過程中，若過濾介質(zhì)的阻力可以忽略不計(jì)，過濾時間延長一倍，濾液體積會增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.無法確定2、關(guān)于化工過程中的精餾塔節(jié)能措施，以下哪種方法不是有效的節(jié)能途徑？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.優(yōu)化進(jìn)料熱狀態(tài)D.余熱回收利用3、化工生產(chǎn)過程中常常需要進(jìn)行分離操作。在精餾塔中分離兩種沸點(diǎn)相近的有機(jī)化合物時，以下哪種操作條件的改變對分離效果的提升最為關(guān)鍵？（）A.增加塔板數(shù)B.提高回流比C.增大進(jìn)料量D.升高操作壓力4、在化工過程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的建立是關(guān)鍵步驟之一。以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的選擇和構(gòu)建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟(jì)效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素5、化工熱力學(xué)在化學(xué)工程中具有重要地位，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，以下關(guān)于其熵變的描述，正確的是：（）A.熵變?yōu)榱鉈.熵變小于零C.熵變大于零D.熵變的正負(fù)無法確定6、化工過程中的質(zhì)量傳遞現(xiàn)象普遍存在。在進(jìn)行氣體吸收操作時，如果要提高吸收劑對氣體溶質(zhì)的吸收率，以下哪個措施最為可行？（）A.增加吸收劑的流量B.降低吸收溫度C.減小吸收塔的高度D.增大氣體流速7、在化工流體力學(xué)中，伯努利方程有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于伯努利方程的適用條件和局限性，不正確的是（）A.適用于理想流體B.忽略了流體的粘性C.對于可壓縮流體也適用D.可以精確計(jì)算實(shí)際流體的能量8、在化工原理中，研究流體流動時，雷諾數(shù)是一個重要的無量綱參數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)大于4000時，流體的流動狀態(tài)通常為：（）A.層流B.過渡流C.湍流D.無法確定9、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10、化工中的過濾操作常用于分離固體和液體。對于一種顆粒細(xì)小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設(shè)備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機(jī)B.真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)C.離心過濾機(jī)D.袋式過濾器11、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(jì)算復(fù)雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計(jì)算所有流體12、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個均相催化反應(yīng)，催化劑的濃度增加，反應(yīng)速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩(wěn)C.指數(shù)增加D.不變13、在化工反應(yīng)的多相催化中，催化劑的載體具有重要作用。以下關(guān)于催化劑載體的功能，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.提高催化劑的活性B.增加催化劑的比表面積C.改善催化劑的熱穩(wěn)定性D.降低催化劑的成本14、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15、化工過程的模擬和優(yōu)化對于提高生產(chǎn)效率和降低成本具有重要意義。在使用化工模擬軟件進(jìn)行過程優(yōu)化時，以下哪個參數(shù)的優(yōu)化對經(jīng)濟(jì)效益的提升最為明顯？（）A.原材料的消耗B.產(chǎn)品的產(chǎn)量C.設(shè)備的投資D.操作工人的數(shù)量二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在化工過程的模擬軟件應(yīng)用中，如何輸入準(zhǔn)確的參數(shù)和模型，進(jìn)行工藝過程的模擬和預(yù)測，并根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。2、（本題5分）論述在化工設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以確保化工生產(chǎn)的消防安全。3、（本題5分）化工熱力學(xué)中的超額函數(shù)在描述溶液的非理想性方面具有重要作用，請解釋超額Gibbs自由能、超額焓和超額熵的概念，并說明它們之間的關(guān)系。4、（本題5分）請?jiān)敿?xì)闡述化工過程中的冷凍結(jié)晶技術(shù)，包括冷凍結(jié)晶的原理、影響因素以及在化工分離和提純中的應(yīng)用和工藝優(yōu)化。三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個非等溫間歇反應(yīng)器中進(jìn)行不可逆放熱反應(yīng)A→B，反應(yīng)活化能為50000J/mol，指前因子為1×10^7L/(mol·s)，初始溫度為300K，反應(yīng)熱為-50000J/mol。計(jì)算在絕熱條件下反應(yīng)達(dá)到80%轉(zhuǎn)化率時的溫度。2、（本題5分）在一個板式塔中進(jìn)行精餾操作，塔板間距為0.5m，堰高為0.05m，液流強(qiáng)度為20m3/(m·h)，液體密度為800kg/m3，求堰上液層高度和降液管內(nèi)液體停留時間。3、（本題5分）一個流化床反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，催化劑顆粒的平均直徑為0.1mm，密度為2000kg/m3，氣體流速為2m/s，氣體密度為1.2kg/m3，摩擦系數(shù)為0.8，計(jì)算催化劑的帶出速度。4、（本題5分）在一個板式塔中進(jìn)行精餾操作，塔板間距為0.45m，堰高為0.06m，液流強(qiáng)度為18m3/(m·h)，液體密度為900kg/m3，求堰上液層高度和降液管內(nèi)液體停留時間。5、（本題5分）一個化工廠用膜過濾器過濾含有固體顆粒的懸浮液，膜的孔徑為0.1μm，過濾壓差為0.2MPa，懸浮液中固體顆粒的濃度為10g/L，過濾面積為0.5m2，過濾時間為2小時。假設(shè)過濾過程符合恒壓過濾方程，計(jì)算過濾后得到的濾液體積。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行一項(xiàng)催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時，催化劑的活性和選擇性達(dá)不到預(yù)期效果。請?zhí)接懣赡苡绊懘呋瘎┬阅艿囊蛩兀⑻岢龈倪M(jìn)的思路和方法。2、（本題10分）某化工廠的某個生產(chǎn)裝置在運(yùn)行過程中，能耗逐漸升高，超出了正常范圍。請分析能耗升高的原因，并提出節(jié)能降