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《生化工廠設計》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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2分,共30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、在化工反應的催化劑研究中,催化劑的活性中心結構對反應性能起著關鍵作用。以下哪種方法通常不能用于研究催化劑的活性中心?()A.電子顯微鏡觀察B.化學分析C.紅外光譜分析D.肉眼直接觀察2、在化學反應工程中,以下哪種類型的反應對反應物濃度的變化最為敏感?()A.零級反應B.一級反應C.二級反應D.三級反應3、化學反應工程是化學工程的重要分支。對于一個可逆放熱反應,為了提高反應的轉化率,以下哪種操作策略通常是最為有效的?()A.降低反應溫度B.提高反應溫度C.增加反應物濃度D.及時移除反應產物4、在化工過程的優(yōu)化中,靈敏度分析可以幫助確定關鍵參數(shù)。對于一個化工過程模型,以下關于靈敏度分析的作用,不正確的是:()A.評估參數(shù)變化對結果的影響程度B.確定最優(yōu)操作條件C.簡化模型D.驗證模型的準確性5、在化工設備的設計中,關于壓力容器的設計準則,以下哪種表述是恰當?shù)??()A.壓力容器的設計應遵循強度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效等多種準則,確保容器在規(guī)定的使用條件下安全可靠B.壓力容器的設計只需要考慮強度失效準則,其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設計可以采用低于標準的材料和制造工藝,以降低成本D.壓力容器的設計壓力可以超過其標注的最高工作壓力,只要定期檢驗即可6、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(wěn)定性D.降低催化劑的成本7、在化工原理中,研究液體在填料塔中的流動時,以下關于填料層壓降的影響因素,不正確的是:()A.填料的類型B.液體的流量C.填料的堆積方式D.液體的密度8、化工生產中的精餾操作,塔板上氣液接觸方式有多種。以下關于不同氣液接觸方式的特點,不正確的是()A.鼓泡接觸傳質效率高B.噴射接觸適用于大液量C.泡沫接觸穩(wěn)定性好D.選擇接觸方式不考慮工藝要求9、在化工過程控制中,前饋控制可以彌補反饋控制的不足。對于一個受可測干擾影響的過程,以下關于前饋控制的特點,正確的是:()A.根據(jù)偏差進行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測量干擾10、化工中的結晶器設計對產品質量有重要影響。對于生產大顆粒晶體的結晶過程,以下哪個結晶器的結構特點最為關鍵?()A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置11、在化工過程的節(jié)能減排措施中,能量集成技術發(fā)揮著重要作用。對于一個包含多個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.熱交換網絡優(yōu)化B.熱泵技術應用C.余熱鍋爐利用D.以上都是12、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13、在化工過程的自動化控制中,PID控制器是常用的控制算法。以下關于PID控制器參數(shù)的調整,哪項說法是不準確的?()A.增大比例系數(shù)可以加快響應速度B.增大積分時間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時間可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數(shù)的調整不依賴于系統(tǒng)的特性14、對于化工過程中的萃取過程,以下哪種情況下萃取劑的用量需要增加?()A.溶質在原溶劑中的溶解度增大B.溶質在萃取劑中的溶解度減小C.原溶劑與萃取劑的互溶性增強D.萃取相和萃余相的分離難度增大15、在化工設備的設計中,對于承受內壓的薄壁容器,以下哪個參數(shù)是確定容器壁厚的關鍵因素?()A.工作壓力B.容器直徑C.材料的許用應力D.以上因素都很關鍵二、簡答題(本大題共3個小題,共15分)1、(本題5分)解釋在納米技術與化學工程的交叉領域,如何制備和應用納米材料來改進化工過程和產品性能,如納米催化劑、納米涂層等。2、(本題5分)結合生物化工的發(fā)展,深入探討生物發(fā)酵過程的優(yōu)化控制,包括培養(yǎng)基配方、發(fā)酵條件、代謝調控等方面對產物產量和質量的影響。3、(本題5分)在化工生產中,流體輸送是常見的操作。請論述離心泵的工作原理,并分析其在實際應用中可能出現(xiàn)的故障及解決方法。三、計算題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)某精餾塔分離苯-甲苯混合物,進料量為100kmol/h,進料組成xF=0.4(苯的摩爾分數(shù)),要求塔頂產品中苯的含量xD不低于0.9,塔底產品中苯的含量xW不高于0.1。已知相對揮發(fā)度α=2.5,回流比為4。計算塔頂和塔底的產品流量。2、(本題5分)一個連續(xù)釜式攪拌反應器(CSTR)串聯(lián)一個平推流反應器(PFR)進行三級不可逆反應3A→B,反應速率常數(shù)為2L3/(mol3·h)。CSTR體積為20L,PFR體積為30L,進料中A的濃度為4mol/L,進料流量為15L/h,計算出口處A和B的濃度。3、(本題5分)某精餾塔分離二元混合物,進料熱狀態(tài)參數(shù)為0.8,進料組成(摩爾分數(shù))為0.5,進料流量為80kmol/h,塔頂餾出液采出率為0.4?;亓鞅葹?,理論板數(shù)為12,相對揮發(fā)度為2.0。計算塔頂和塔底產品的組成。4、(本題5分)某理想氣體經歷一個多變過程,從初始狀態(tài)(壓力2MPa,溫度400K)變化到終態(tài)(壓力0.5MPa,溫度300K),多變指數(shù)為1.2,計算氣體對外所做的功。5、(本題5分)一個吸收塔用稀硫酸溶液吸收工業(yè)廢氣中的氨氣,進氣中氨氣的濃度為10%(體積分數(shù)),流量為2000m3/h,吸收劑硫酸溶液的流量為5000L/h,濃度為0.5mol/L。吸收反應為:2NH?+H?SO?→(NH?)?SO?。假設反應完全,計算出口氣體中氨氣的濃度和硫酸溶液的濃度變化。四、案例分析題(本大題共3個小題,共30分)1、(本題10分)在一項化工合成工藝中,原料的轉化率較低,造成了原料的浪費和成本的增加。請分析影響原料轉

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