2026年化工工藝（化工反應(yīng)過程控制）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40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，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.化工反應(yīng)過程中，對(duì)于反應(yīng)速率的影響因素，以下說法正確的是（）A.溫度升高，反應(yīng)速率一定加快B.反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率一定加快C.催化劑一定能加快反應(yīng)速率D.壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率一定加快2.某反應(yīng)的活化能為80kJ/mol，當(dāng)溫度從298K升高到308K時(shí)，反應(yīng)速率約增加（）A.2%B.5%C.10%D.20%3.在化工反應(yīng)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（）A.增大產(chǎn)物濃度B.減小反應(yīng)物濃度C.升高溫度D.增大壓強(qiáng)（對(duì)于氣體反應(yīng)）4.對(duì)于一個(gè)放熱反應(yīng)，以下措施能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的是（）A.升高溫度B.降低溫度C.增大體積D.減小壓強(qiáng)5.化工反應(yīng)過程中，熱傳遞的方式不包括（）A.傳導(dǎo)B.對(duì)流C.輻射D.擴(kuò)散6.某反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡，若保持溫度不變，增大容器體積，則（）A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.平衡不移動(dòng)D.無法確定平衡移動(dòng)方向7.對(duì)于可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)，達(dá)到平衡后，增加A的物質(zhì)的量，平衡（）A.向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.不移動(dòng)D.無法確定移動(dòng)方向8.化工反應(yīng)中，催化劑的作用是（）A.降低反應(yīng)的活化能B.增加反應(yīng)的活化能C.改變反應(yīng)的平衡常數(shù)D.提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率9.某反應(yīng)的速率方程為v=kc(A)c(B)，該反應(yīng)為（）A.一級(jí)反應(yīng)B.二級(jí)反應(yīng)C.三級(jí)反應(yīng)D.零級(jí)反應(yīng)10.在化工反應(yīng)過程控制中，以下哪種儀表可用于測(cè)量溫度（）A.壓力變送器B.流量計(jì)C.熱電偶D.調(diào)節(jié)閥11.對(duì)于一個(gè)氣體反應(yīng)，當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí)，反應(yīng)速率加快的主要原因是（）A.分子間碰撞頻率增加B.反應(yīng)物濃度增大C.活化分子百分?jǐn)?shù)增加D.反應(yīng)的活化能降低12.某反應(yīng)在500K時(shí)的平衡常數(shù)為K1，在600K時(shí)的平衡常數(shù)為K2，若該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則（）A.K1>K2B.K1<K2C.K1=K2D.無法比較K_{1}和K_{2}的大小13.在化工反應(yīng)中，以下哪種物質(zhì)可作為緩沖劑（）A.強(qiáng)酸B.強(qiáng)堿C.弱酸弱堿鹽D.金屬單質(zhì)14.對(duì)于一個(gè)反應(yīng)體系，當(dāng)加入惰性氣體時(shí)，對(duì)反應(yīng)平衡的影響是（）A.恒容下平衡不移動(dòng)，恒壓下平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動(dòng)B.恒容下平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動(dòng)，恒壓下平衡不移動(dòng)C.恒容和恒壓下平衡都向氣體分子數(shù)增多的方向移動(dòng)D.恒容和恒壓下平衡都不移動(dòng)15.化工反應(yīng)過程中，物料衡算的依據(jù)是（）A.質(zhì)量守恒定律B.能量守恒定律C.電荷守恒定律D.阿伏伽德羅定律16.某反應(yīng)的速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系為lnk=-2000/T+6.0，則該反應(yīng)的活化能為（）A.2000J/molB.20000J/molC.16630J/molD.1663J/mol17.在化工反應(yīng)控制中，以下哪種控制方式屬于反饋控制（）A.前饋控制B.比值控制C.串級(jí)控制D.簡(jiǎn)單控制18.對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B.反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化C.反應(yīng)停止進(jìn)行D.各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化19.化工反應(yīng)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)熱效應(yīng)增大（）A.反應(yīng)物濃度降低B.反應(yīng)溫度降低C.反應(yīng)速率加快D.反應(yīng)的活化能降低20.在化工反應(yīng)過程中，以下哪種設(shè)備可用于實(shí)現(xiàn)物料的混合（）A.反應(yīng)器B.換熱器C.泵D.攪拌器第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述化工反應(yīng)過程中影響反應(yīng)速率的主要因素，并舉例說明。22.（10分）某化工反應(yīng)A+B?C，在一定溫度下達(dá)到平衡。已知平衡常數(shù)K=10，起始時(shí)A的濃度為2mol/L，B的濃度為3mol/L，求平衡時(shí)C的濃度。23.（15分）在化工反應(yīng)過程控制中，常用的控制方法有哪些？請(qǐng)分別簡(jiǎn)述其原理和應(yīng)用場(chǎng)景。24.（15分）材料：某化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜內(nèi)溫度波動(dòng)較大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)分析，主要原因是反應(yīng)熱未能及時(shí)有效地移出。問題：請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q該問題的措施，并說明理由。25.（10分）簡(jiǎn)述化工反應(yīng)過程中熱傳遞的三種方式及其特點(diǎn)。答案：1.A2.D3.D4.B5.D6.A（若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等，增大體積，壓強(qiáng)減小，平衡向氣體分子數(shù)增多方向移動(dòng)；若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，平衡不移動(dòng)，這里假設(shè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等）7.A8.A9.B10.C11.A12.B13.C14.A15.A16.C17.D18.C19.C20.D21.影響反應(yīng)速率的主要因素有：溫度，溫度升高，反應(yīng)速率加快，例如合成氨反應(yīng)，升高溫度可加快反應(yīng)速率；反應(yīng)物濃度，濃度增大，反應(yīng)速率加快，如氫氣和氧氣反應(yīng)，增大氫氣或氧氣濃度反應(yīng)加快；催化劑，能降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，像工業(yè)制硫酸中使用催化劑加快二氧化硫氧化速率；壓強(qiáng)（對(duì)于氣體反應(yīng)），增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，如氮?dú)夂蜌錃夂铣砂?，增大壓?qiáng)反應(yīng)速率提高。22.設(shè)平衡時(shí)C的濃度為xmol/L。則平衡時(shí)A的濃度為(2-x)mol/L，B的濃度為(3-x)mol/L。根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K=[C]/([A][B])，即10=x/((2-x)(3-x))，展開得10(6-5x+x2)=x，60-50x+10x2-x=0，10x2-51x+60=0，解得x=1.5mol/L（舍去不合理值），所以平衡時(shí)C的濃度為1.5mol/L。23.常用控制方法有：簡(jiǎn)單控制，原理是根據(jù)測(cè)量值與設(shè)定值的偏差，通過控制器調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥開度來控制被控變量，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，如一般的溫度、壓力等單參數(shù)控制；串級(jí)控制，主控制器根據(jù)主變量與設(shè)定值偏差輸出信號(hào)，副控制器根據(jù)主控制器輸出及副變量測(cè)量值偏差控制調(diào)節(jié)閥，用于克服對(duì)象的滯后和干擾，提高控制質(zhì)量，比如反應(yīng)釜溫度與進(jìn)料流量的控制；前饋控制，根據(jù)干擾量大小和方向，在干擾進(jìn)入系統(tǒng)前進(jìn)行控制，適用于干擾可測(cè)且變化頻繁的情況，像進(jìn)料流量突然變化時(shí)對(duì)反應(yīng)的控制。24.措施：增加換熱面積，理由是能增大反應(yīng)熱與冷卻介質(zhì)的接觸面積，更有效地移出熱量；優(yōu)化冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方式，如采用強(qiáng)制對(duì)流，可使冷卻介質(zhì)與反應(yīng)釜壁接觸更充分，帶走更多熱量；提高冷卻介質(zhì)的流量，能加快熱量傳遞速度，及時(shí)帶走反應(yīng)熱，從而穩(wěn)定反應(yīng)釜內(nèi)溫度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。25.熱傳遞的三種方式及其特點(diǎn)：傳導(dǎo)，是固體中熱傳遞的主要方式，通過分子、原子等微觀粒子的振動(dòng)傳遞熱量，特點(diǎn)是熱量傳遞方向沿著物體溫度降