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頁廣東女子職業技術學院《工業催化原理》

2023-2024學年第一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、在化工中的氣固相催化反應過程，關于催化劑的中毒和失活，以下哪種說法是正確的？（）A.催化劑的中毒是指少量雜質使催化劑的活性和選擇性顯著下降，且這種中毒通常是不可逆的。催化劑的失活則包括中毒、燒結、積炭等多種原因，有些失活是可逆的，有些是不可逆的B.催化劑的中毒和失活都是由于反應物濃度過高導致的，降低反應物濃度可以避免C.催化劑一旦中毒或失活，就無法恢復其活性，必須更換新的催化劑D.催化劑的中毒和失活對反應速率和選擇性沒有影響，不需要關注2、在化學反應工程中，對于一個連續流動的管式反應器中的二級反應，以下哪個因素對于反應器體積的影響最大？（）A.反應物的初始濃度B.反應速率常數C.進料流量D.反應溫度3、在化學工程中，對于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關于簡單蒸餾和平衡蒸餾的特點描述，不正確的是（）A.簡單蒸餾是非穩態過程B.平衡蒸餾是穩態過程C.簡單蒸餾分離效果一定優于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單4、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數與雷諾數之間存在一定的關系。對于光滑管內的湍流流動，以下哪個公式常用于計算摩擦系數？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式5、在化工過程的能量分析中，需要考慮各種能量的輸入和輸出。對于一個絕熱反應過程，以下哪個能量項的變化對反應結果的影響可以忽略不計？（）A.內能的變化B.焓的變化C.熵的變化D.自由能的變化6、在化工精餾過程中，進料熱狀態會影響精餾塔的操作。以下哪種進料熱狀態會使精餾段的塔板數增加，提餾段的塔板數減少？（）A.過熱蒸汽進料B.飽和蒸汽進料C.氣液混合物進料D.冷液進料7、在化工過程的控制中，自動化控制技術發揮著重要作用。以下關于自動化控制系統的組成和工作原理，不正確的是（）A.包括傳感器、控制器和執行器B.反饋控制是最常用的控制方式C.控制系統的穩定性不重要D.可以實現精確的過程控制8、在化工設備的選材中，以下哪種材料通常用于高溫高壓且有腐蝕性介質的工況？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鈦合金D.銅合金9、在化工過程的優化中，目標函數的選擇非常重要。對于一個以最小化生產成本為目標的化工過程，以下關于目標函數的構成，不正確的是：（）A.原材料成本B.設備折舊成本C.產品銷售收入D.人工成本10、化工中的結晶器有多種類型。對于蒸發結晶器和冷卻結晶器的特點和適用范圍，以下描述不正確的是（）A.蒸發結晶器適用于溶解度隨溫度變化不大的物質B.冷卻結晶器需要控制冷卻速度C.兩者的操作原理相同D.結晶器的選型要根據具體情況11、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12、在化工中的結晶過程，關于影響結晶產品粒度分布的因素，以下哪種說法是正確的？（）A.結晶產品的粒度分布主要受溶液的過飽和度、攪拌強度、冷卻速率和晶種的加入等因素的影響B.結晶過程中，溶液的過飽和度越低，結晶產品的粒度越大C.攪拌強度對結晶產品的粒度分布沒有影響，只影響結晶的速率D.晶種的加入會使結晶產品的粒度變小，不利于得到大顆粒的結晶產品13、化工生產中的節能減排是重要的研究課題。在一個化工流程中，以下哪種措施對于降低能源消耗和減少溫室氣體排放的效果最為顯著？（）A.優化反應條件B.改進分離工藝C.采用余熱回收系統D.更換高效的動力設備14、在化工工藝流程設計中，需要綜合考慮各種因素以達到最優的設計方案。對于一個生產多種產品的化工廠，以下哪個因素在確定工藝流程時的權重通常最大？（）A.原材料的供應B.產品的市場需求C.生產設備的通用性D.環保法規的要求15、在化工熱力學中，對于一個封閉系統經歷絕熱過程，以下關于系統內能和熵的變化，哪項說法是正確的？（）A.內能不變，熵增加B.內能增加，熵不變C.內能減少，熵不變D.內能不變，熵不變二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述在化工過程的生物發酵過程中的代謝流分析中，如何利用代謝網絡模型和實驗數據分析細胞內的代謝流分布，優化發酵過程。2、（本題5分）化工分離過程中的萃取操作中，萃取相和萃余相的組成計算是工藝設計的基礎。請詳細介紹萃取相和萃余相組成的計算方法，如三角形相圖法、杠桿規則等，并舉例說明如何應用這些方法進行萃取過程的設計計算。3、（本題5分）化工分離過程中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法。請詳細介紹萃取精餾的原理和適用范圍，并討論如何選擇合適的萃取劑和操作條件。4、（本題5分）化工過程中的干燥操作常用于去除物料中的水分。請闡述常見的干燥方法及其適用范圍，并討論如何優化干燥過程以提高效率和降低能耗。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個吸收塔用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化硫，進氣中二氧化硫的摩爾分數為0.06，氣體流量為900m3/h，塔徑為1.8m，液泛氣速為2.2m/s，操作氣速為0.75倍液泛氣速。計算塔的高度。2、（本題5分）在一個固定床催化反應器中進行一級反應A→B，催化劑顆粒直徑為5mm，床層孔隙率為0.4，氣體流速為0.5m/s，擴散系數為1×10^-4m2/s。計算有效擴散系數和Thiele模數。3、（本題5分）在一個換熱器中，熱流體進口溫度為300°C，出口溫度為200°C，流量為8kg/s，比熱容為1.5kJ/(kg·K)。冷流體進口溫度為50°C，出口溫度為150°C，流量為12kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積（假設總傳熱系數為1200W/(m2·K)）。4、（本題5分）某化工廠進行燃燒反應，燃料為丁烷，空氣過剩系數為1.05，丁烷的燃燒熱為2878kJ/mol，計算燃燒產物的溫度和熱損失。5、（本題5分）某反應在間歇釜式反應器中進行，反應為A+2B→3C，初始時刻A、B的濃度分別為2mol/L、3mol/L，反應4小時后，A的濃度變為1mol/L。已知反應速率方程為-rA=kCA^0.5CB，其中k=0.5L^(0.5)/(mol^(0.5)·h)，計算B和C的濃度。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業在生產過程中需要進行成本效益分析，以確定企業的生產經營決策。分析成本效益分析的