裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁河南理工大學(xué)

《化工設(shè)備與機(jī)械》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會(huì)如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定2、在化工中的流化床反應(yīng)器，關(guān)于其特點(diǎn)和適用范圍，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒處于流化狀態(tài)，傳熱傳質(zhì)效率高，適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)和要求有均一溫度和濃度的反應(yīng)B.流化床反應(yīng)器的操作簡(jiǎn)單，對(duì)物料的粒度和密度沒有要求C.流化床反應(yīng)器的氣體返混嚴(yán)重，轉(zhuǎn)化率低，只適用于一些簡(jiǎn)單的反應(yīng)D.流化床反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒容易磨損和帶出，增加了后續(xù)分離和回收的難度3、在化工過程的系統(tǒng)分析中，能量衡算至關(guān)重要。以下關(guān)于能量衡算的基本原理和方法，不正確的是（）A.遵循能量守恒定律B.考慮各種形式的能量轉(zhuǎn)化C.可以忽略能量損失D.準(zhǔn)確確定能量輸入和輸出項(xiàng)4、化工生產(chǎn)中的過濾操作用于分離固體和液體混合物。對(duì)于過濾設(shè)備的選擇和操作，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.真空過濾機(jī)適用于粘性大的物料B.板框壓濾機(jī)過濾面積大C.過濾速度與過濾壓差成正比D.可以不考慮濾餅的洗滌5、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分離氣體混合物。在一個(gè)填料吸收塔中，用清水吸收氨氣，若要提高氨氣的吸收率，以下哪種方法效果不明顯？（）A.增加吸收劑的用量B.提高吸收塔的操作壓力C.降低吸收劑的溫度D.減小吸收塔的填料高度6、化工生產(chǎn)中的節(jié)能減排是重要的研究課題。在一個(gè)化工流程中，以下哪種措施對(duì)于降低能源消耗和減少溫室氣體排放的效果最為顯著？（）A.優(yōu)化反應(yīng)條件B.改進(jìn)分離工藝C.采用余熱回收系統(tǒng)D.更換高效的動(dòng)力設(shè)備7、在化學(xué)工程中，對(duì)于多相反應(yīng)體系的研究至關(guān)重要。當(dāng)進(jìn)行氣液固三相反應(yīng)時(shí)，以下哪個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響最為復(fù)雜且難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)？（）A.氣體的擴(kuò)散速率B.液體的攪拌速度C.固體催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)D.三相之間的接觸面積8、在化工過程的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中，以下哪個(gè)指標(biāo)能夠綜合考慮投資和運(yùn)營(yíng)成本？（）A.內(nèi)部收益率B.凈現(xiàn)值C.投資回收期D.成本效益比9、對(duì)于化工中的干燥過程，以下關(guān)于干燥速率曲線的階段劃分，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.干燥速率曲線通常分為恒速干燥階段和降速干燥階段，恒速干燥階段主要受表面汽化控制，降速干燥階段主要受內(nèi)部擴(kuò)散控制B.干燥速率曲線只有恒速干燥階段，不存在降速干燥階段C.干燥速率曲線的階段劃分取決于干燥介質(zhì)的溫度和濕度，與物料的性質(zhì)無關(guān)D.干燥速率曲線的降速干燥階段，干燥速率與物料的含水量成正比10、化工過程中的蒸發(fā)操作常用于濃縮溶液。在一個(gè)單效蒸發(fā)器中，若進(jìn)料的溫度升高，蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小11、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，對(duì)于承受內(nèi)壓的薄壁容器，以下哪個(gè)參數(shù)是確定容器壁厚的關(guān)鍵因素？（）A.工作壓力B.容器直徑C.材料的許用應(yīng)力D.以上因素都很關(guān)鍵12、在化工過程的節(jié)能減排措施中，能量集成技術(shù)發(fā)揮著重要作用。對(duì)于一個(gè)包含多個(gè)熱交換過程的化工系統(tǒng)，以下哪種能量集成方法能夠最大程度地提高能源利用效率？（）A.熱交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化B.熱泵技術(shù)應(yīng)用C.余熱鍋爐利用D.以上都是13、在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中，需要考慮材料的選擇以適應(yīng)不同的工況。對(duì)于高溫高壓的化工設(shè)備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷14、化工熱力學(xué)在化工過程的設(shè)計(jì)和分析中起著重要作用。對(duì)于一個(gè)理想氣體的絕熱膨脹過程，若溫度從300K下降到200K，其熵變是正值還是負(fù)值？（）A.正值B.負(fù)值C.零D.無法確定15、在化工傳質(zhì)過程中，分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散都對(duì)物質(zhì)的傳遞起著重要作用。以下關(guān)于這兩種擴(kuò)散方式的比較，哪項(xiàng)是不正確的？（）A.分子擴(kuò)散的速率通常小于渦流擴(kuò)散B.分子擴(kuò)散與濃度梯度成正比，渦流擴(kuò)散與濃度梯度無關(guān)C.分子擴(kuò)散發(fā)生在靜止或?qū)恿髁黧w中，渦流擴(kuò)散發(fā)生在湍流流體中D.分子擴(kuò)散系數(shù)與流體的溫度無關(guān)，渦流擴(kuò)散系數(shù)與溫度有關(guān)16、在化學(xué)工程中，對(duì)于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關(guān)于簡(jiǎn)單蒸餾和平衡蒸餾的特點(diǎn)描述，不正確的是（）A.簡(jiǎn)單蒸餾是非穩(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡(jiǎn)單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡(jiǎn)單17、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響相對(duì)較??？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性18、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19、在化工過程的物料輸送中，壓縮氣體的功耗與氣體的壓縮比有關(guān)。以下哪種壓縮過程的功耗最?。浚ǎ〢.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮20、在化工中的多組分精餾過程，關(guān)于關(guān)鍵組分的定義和選擇，以下哪種表述是正確的？（）A.關(guān)鍵組分是指在混合物分離過程中對(duì)分離要求起關(guān)鍵作用的組分。通常選擇在塔頂和塔底產(chǎn)品中濃度有嚴(yán)格限制的組分作為關(guān)鍵組分B.關(guān)鍵組分的選擇是隨意的，對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和操作沒有影響C.多組分精餾中只有一個(gè)關(guān)鍵組分，不存在多個(gè)關(guān)鍵組分的情況D.關(guān)鍵組分的濃度越高，越容易分離，對(duì)精餾過程越有利二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析在化工儀表及自動(dòng)化控制中，如何選擇合適的測(cè)量?jī)x表和控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工過程參數(shù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。2、（本題5分）解釋在化工工藝設(shè)計(jì)中，如何綜合考慮原材料的選擇、反應(yīng)路線的確定、分離和提純步驟的安排以及三廢處理等方面，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的生產(chǎn)。3、（本題5分）隨著化工行業(yè)對(duì)高性能催化劑的需求，分析金屬有機(jī)框架材料作為催化劑的特點(diǎn)、制備方法以及在有機(jī)反應(yīng)中的應(yīng)用。4、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述化工過程中的膜生物反應(yīng)器技術(shù)，包括膜組件的選擇、生物反應(yīng)過程以及在廢水處理中的應(yīng)用效果和發(fā)展前景。5、（本題5分）解釋在化工熱力學(xué)的混合性質(zhì)計(jì)算中，超額性質(zhì)的概念和應(yīng)用。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一家化工廠在進(jìn)行節(jié)能減排工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分員工缺乏節(jié)能減排的意識(shí)和積極性。請(qǐng)分析員工缺乏意識(shí)和積極性的原因，并提出提高員工節(jié)能減排意識(shí)的措施。2、（本題5分）一家化妝品生產(chǎn)企業(yè)計(jì)劃開發(fā)一種新的護(hù)膚品，需要考慮化學(xué)工程中的哪些因素來保證產(chǎn)品的效果和安全性。3、（本題5分）某化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行環(huán)保設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行管理，以確保企業(yè)達(dá)標(biāo)排放。分析環(huán)保設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行管理的要點(diǎn)。4、（本題5分）一個(gè)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要使用特種設(shè)備，特種設(shè)備的管理存在漏洞。請(qǐng)分析特種設(shè)備管理漏洞產(chǎn)生的原因，并提出加強(qiáng)特種設(shè)備管理的措施。5、（本題5分）一個(gè)化工項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)過程中，需要進(jìn)行設(shè)備更新和改造，以提高生產(chǎn)效率和降低成本。請(qǐng)分析設(shè)備更新和改造的時(shí)機(jī)和方法。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某理想氣體在絕熱條件下進(jìn)行膨脹，初始狀態(tài)為壓力10MPa、溫度500K，體積0.1m3，膨脹后壓力降至2MPa。已知該氣體的比熱容比為1.4，計(jì)算膨脹后的溫度和體積。2、（本題10分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h?1。進(jìn)料中A的濃度為2mol/L，進(jìn)料流量為5L/h。假設(shè)