學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青海農牧科技職業學院《化工設備及儀表自動化基礎》

2023-2024學年第二學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中，只有一項是符合題目要求的．）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，若過濾介質的阻力可以忽略不計，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、關于化工過程中的精餾塔節能措施，以下哪種方法不是有效的節能途徑？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.優化進料熱狀態D.余熱回收利用3、化工生產過程中常常需要進行分離操作。在精餾塔中分離兩種沸點相近的有機化合物時，以下哪種操作條件的改變對分離效果的提升最為關鍵？（）A.增加塔板數B.提高回流比C.增大進料量D.升高操作壓力4、在化工過程的優化中，目標函數的建立是關鍵步驟之一。以下關于目標函數的選擇和構建，不正確的是（）A.可以是經濟效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標函數的構建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素5、化工熱力學在化學工程中具有重要地位，對于一個封閉系統經歷絕熱不可逆過程，以下關于其熵變的描述，正確的是：（）A.熵變為零B.熵變小于零C.熵變大于零D.熵變的正負無法確定6、化工過程中的質量傳遞現象普遍存在。在進行氣體吸收操作時，如果要提高吸收劑對氣體溶質的吸收率，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、在化工流體力學中，伯努利方程有著廣泛的應用。以下關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.可以精確計算實際流體的能量8、在化工原理中，研究流體流動時，雷諾數是一個重要的無量綱參數。當雷諾數大于4000時，流體的流動狀態通常為：（）A.層流B.過渡流C.湍流D.無法確定9、在化學反應動力學研究中，對于一個一級反應，其反應速率常數與反應物濃度的關系是怎樣的？反應半衰期又如何隨初始濃度變化？（）A.反應速率常數與濃度成正比，半衰期與初始濃度無關B.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度成正比C.反應速率常數與濃度無關，半衰期與初始濃度無關D.反應速率常數與濃度成反比，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。對于一種顆粒細小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機B.真空轉鼓過濾機C.離心過濾機D.袋式過濾器11、在化工熱力學中，狀態方程對于描述流體的熱力學性質起著關鍵作用。以下關于常見狀態方程的適用范圍和優缺點，表述不準確的是（）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.立方型狀態方程計算復雜D.所有狀態方程都能精確計算所有流體12、在化學反應工程中，對于一個均相催化反應，催化劑的濃度增加，反應速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩C.指數增加D.不變13、在化工反應的多相催化中，催化劑的載體具有重要作用。以下關于催化劑載體的功能，哪項描述是不正確的？（）A.提高催化劑的活性B.增加催化劑的比表面積C.改善催化劑的熱穩定性D.降低催化劑的成本14、化學反應工程中的催化反應，催化劑起著關鍵作用。以下關于催化劑的性能和失活原因，不正確的是（）A.能提高反應速率B.催化劑的活性會永久保持C.中毒和燒結會導致失活D.可以改變反應的選擇性15、化工過程的模擬和優化對于提高生產效率和降低成本具有重要意義。在使用化工模擬軟件進行過程優化時，以下哪個參數的優化對經濟效益的提升最為明顯？（）A.原材料的消耗B.產品的產量C.設備的投資D.操作工人的數量二、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用中，如何輸入準確的參數和模型，進行工藝過程的模擬和預測，并根據模擬結果進行優化改進。2、（本題5分）論述在化工設計中，如何進行消防系統的設計以確保化工生產的消防安全。3、（本題5分）化工熱力學中的超額函數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系。4、（本題5分）請詳細闡述化工過程中的冷凍結晶技術，包括冷凍結晶的原理、影響因素以及在化工分離和提純中的應用和工藝優化。三、計算題（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器中進行不可逆放熱反應A→B，反應活化能為50000J/mol，指前因子為1×10^7L/(mol·s)，初始溫度為300K，反應熱為-50000J/mol。計算在絕熱條件下反應達到80%轉化率時的溫度。2、（本題5分）在一個板式塔中進行精餾操作，塔板間距為0.5m，堰高為0.05m，液流強度為20m3/(m·h)，液體密度為800kg/m3，求堰上液層高度和降液管內液體停留時間。3、（本題5分）一個流化床反應器中進行催化反應，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，摩擦系數為0.8，計算催化劑的帶出速度。4、（本題5分）在一個板式塔中進行精餾操作，塔板間距為0.45m，堰高為0.06m，液流強度為18m3/(m·h)，液體密度為900kg/m3，求堰上液層高度和降液管內液體停留時間。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。假設過濾過程符合恒壓過濾方程，計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）某化學工程實驗室在進行一項催化反應實驗時，催化劑的活性和選擇性達不到預期效果。請探討可能影響催化劑性能的因素，并提出改進的思路和方法。2、（本題10分）某化工廠的某個生產裝置在運行過程中，能耗逐漸升高，超出了正常范圍。請分析能耗升高的原因，并提出節能降