山东力明科技职业学院《过程装备专业导论》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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山东力明科技职业学院《过程装备专业导论》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在化工流体输送中，离心泵是常用的设备之一。若输送的液体粘度增大，离心泵的扬程和流量会如何变化？（ ）
A. 扬程增大，流量增大 B. 扬程增大，流量减小 C. 扬程减小，流量增大 D. 扬程减小，流量减小

2、在化工分离过程中，精馏操作是常用的方法之一。当混合物中各组分的相对挥发度接近时，以下哪种措施可以提高分离效果？（ ）
A. 增加塔板数 B. 提高回流比 C. 降低操作压力 D. 改变进料位置

3、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（ ）
A. 提高反应物浓度 B. 降低反应温度 C. 增加反应时间 D. 以上操作条件都不利

4、在化工生产中，经常涉及到气体的压缩过程。对于一个绝热压缩过程，若压缩比相同，以下关于压缩终温的说法，正确的是：（ ）
A. 压缩气体的比热容越大，终温越高 B. 压缩气体的比热容越大，终温越低 C. 气体比热容对终温没有影响 D. 无法确定比热容与终温的关系

5、化工生产中的流体输送设备种类繁多。对于离心泵的工作原理和性能特点，以下描述不正确的是（ ）
A. 依靠叶轮旋转产生离心力 B. 流量与扬程存在一定关系 C. 可以输送高粘度液体 D. 安装高度有一定限制

6、关于化工过程中的萃取精馏，以下哪种情况适合采用该方法进行分离？（ ）
A. 两组分沸点接近且相对挥发度小
B. 两组分沸点差异大且相对挥发度大
C. 混合物中各组分挥发性都很强
D. 混合物中各组分挥发性都很弱

7、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（ ）
A. 热阻越大，温差越大 B. 热阻越大，温差越小 C. 热阻与温差无关 D. 取决于传热系数

8、在化工过程控制中，反馈控制是一种常见的控制策略。以下关于反馈控制的特点，哪项描述是不准确的？（ ）
A. 能够克服所有干扰
B. 基于被控变量的测量值进行调节
C. 可能存在一定的滞后
D. 系统结构相对简单

9、在化工设备的设计中，关于压力容器的设计准则，以下哪种表述是恰当的？（ ）
A. 压力容器的设计应遵循强度失效、刚度失效和稳定性失效等多种准则，确保容器在规定的使用条件下安全可靠
B. 压力容器的设计只需要考虑强度失效准则，其他失效形式可以忽略
C. 压力容器的设计可以采用低于标准的材料和制造工艺，以降低成本
D. 压力容器的设计压力可以超过其标注的最高工作压力，只要定期检验即可

10、在化工设备的防腐措施中，涂层防腐是一种常见的方法。对于一个处于腐蚀性环境中的设备，以下关于涂层选择的考虑因素，不正确的是：（ ）
A. 涂层的颜色 B. 涂层的耐腐蚀性 C. 涂层与基体的结合力 D. 涂层的施工性能

11、在化工安全工程中，火灾和爆炸是常见的事故类型。对于一个易燃易爆的化工场所，以下关于预防火灾爆炸的措施，不正确的是：（ ）
A. 提高操作压力 B. 控制火源 C. 加强通风 D. 采用防爆电气设备

12、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。若要选择一种适用于强酸环境的涂层材料，以下哪种较为合适？（ ）
A. 环氧树脂涂层 B. 聚氨酯涂层 C. 聚氯乙烯涂层 D. 钛金属涂层

13、化工生产中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于干燥过程中的热质传递，以下描述不准确的是（ ）
A. 热量传递和质量传递同时进行 B. 干燥速率取决于内部扩散和表面汽化 C. 湿空气的性质对干燥效果影响不大 D. 干燥介质的选择很重要

14、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（ ）
A. 适用于气固相反应 B. 颗粒容易带出 C. 操作条件容易控制 D. 对催化剂要求不高

15、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（ ）
A. 优化反应条件 B. 改进分离工艺 C. 采用余热回收系统 D. 更换高效的动力设备

16、化工过程中的结晶器设计，若要得到较大粒度的晶体，以下哪种操作条件较为有利？（ ）
A. 较高的过饱和度 B. 较低的过饱和度 C. 较快的降温速度 D. 较强的搅拌强度

17、在化工流程模拟中，建立准确的数学模型是关键。对于一个复杂的化工流程，以下关于模型简化的原则，不正确的是：（ ）
A. 忽略对结果影响较小的因素 B. 尽量保留所有的细节 C. 保证模型的准确性和可靠性 D. 根据实际情况进行合理的假设

18、在化工过程的物料衡算中，若一个连续生产过程没有物料的积累，以下关于输入和输出物料量的关系，哪种表述是正确的？（ ）
A. 输入物料量一定大于输出物料量 B. 输入物料量一定等于输出物料量 C. 输入物料量一定小于输出物料量 D. 输入物料量与输出物料量的大小关系不确定

19、在化工生产中，经常需要对反应进行催化。对于一个需要高选择性的催化反应，以下哪种催化剂的制备方法能够更好地控制催化剂的活性和选择性？（ ）
A. 浸渍法 B. 沉淀法 C. 溶胶 - 凝胶法 D. 离子交换法

20、化工过程中的传热问题至关重要。在一个列管式换热器中，用热水加热冷水，若要提高传热效率，以下哪种措施是不合适的？（ ）
A. 增加换热管的数量 B. 提高热水的流速 C. 减小换热管的管径 D. 降低冷水的流速

21、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（ ）
A. 水
B. 空气
C. 冷冻盐水
D. 导热油

22、在化学反应工程中，对于气固相催化反应，以下哪个因素对于催化剂的内扩散阻力影响最大？（ ）
A. 催化剂颗粒大小 B. 反应物浓度 C. 反应温度 D. 气体流速

23、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（ ）
A. 要有足够的机械强度 B. 过滤阻力要小 C. 过滤介质的选择不考虑价格 D. 要适应过滤物料的性质

24、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（ ）
A. 对原料进行预处理 B. 控制反应温度和压力 C. 定期对催化剂进行再生 D. 以上都是

25、在化工过程的节能减排措施中，能量集成技术发挥着重要作用。对于一个包含多个热交换过程的化工系统，以下哪种能量集成方法能够最大程度地提高能源利用效率？（ ）
A. 热交换网络优化 B. 热泵技术应用 C. 余热锅炉利用 D. 以上都是

26、关于化工过程中的干燥速率曲线，以下哪个阶段的干燥速率基本不变？（ ）
A. 预热阶段
B. 恒速干燥阶段
C. 降速干燥阶段
D. 以上阶段均有可能

27、在化工分离过程中，以下哪种方法常用于分离分子量差异较大的混合物？（ ）
A. 电泳
B. 超滤
C. 渗析
D. 电渗析

28、化学反应工程中，对于气固相催化反应，若催化剂的孔径过小，会对反应产生怎样的影响？（ ）
A. 提高反应速率 B. 降低反应速率 C. 对反应速率无影响 D. 可能提高也可能降低反应速率

29、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（ ）
A. 间歇反应器适合小批量生产 B. 连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高 C. 两者的反应时间计算方法不同 D. 物料混合情况有所差异

30、关于化工过程中的气液传质设备，以下哪种设备适用于处理易发泡的物料？（ ）
A. 泡罩塔
B. 筛板塔
C. 浮阀塔
D. 填料塔

二、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）在一个多级萃取过程中，含溶质 A 的料液流量为 100 kg/h ，溶质 A 的初始浓度为 0.1 kg/kg ，萃取剂流量为 80 kg/h ，平衡关系为 y = 0.8x ，求经过 3 级萃取后萃余相中溶质 A 的浓度。

2、（本题5分）有一燃烧炉，用含碳 80%（质量分数）的煤燃烧来产生蒸汽，煤的消耗量为 1000 kg/h ，碳的燃烧热为 32700 kJ/kg ，蒸汽的产量为 5000 kg/h ，蒸汽的焓值由 2000 kJ/kg 增加到 2800 kJ/kg 。求燃烧炉的热效率。

3、（本题5分）一个化工厂有一个精馏塔，用来分离苯和甲苯的混合物。进料流量为 80 kmol/h，进料中苯的摩尔分数为 0.45，塔顶馏出液中苯的摩尔分数为 0.95，塔釜液中苯的摩尔分数为 0.05。回流比为 3.5，相对挥发度为 2.4。计算塔顶和塔釜的产品流量。

4、（本题5分）在一个多级萃取过程中，含溶质 A 的料液流量为 120 kg/h ，溶质 A 的初始浓度为 0.2 kg/kg ，萃取剂流量为 90 kg/h ，平衡关系为 y = 0.7x ，求经过 4 级萃取后萃余相中溶质 A 的浓度。

5、（本题5分）有一均相反应 3A + 2B → C ，反应速率方程为 -rA = kCA^2CB ，其中反应速率常数 k = 10 L^2/(mol^2·s) ，初始时 A 的浓度为 3 mol/L ，B 的浓度为 2 mol/L ，反应在 5 L 的密闭容器中进行，经过 2 h ，求 A 、 B 、 C 的浓度。

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）化工热力学中的混合性质变化对于混合物的研究具有重要意义。请解释混合过程中体积变化、焓变化和熵变化的概念，并说明如何计算这些性质的变化。

2、（本题5分）结合生物化工的发展，深入探讨生物发酵过程的优化控制，包括培养基配方、发酵条件、代谢调控等方面对产物产量和质量的影响。

3、（本题5分）详细阐述在化工生产的结晶过程中，杂质对晶体质量的影响及去除方法。

4、（本题5分）简述在化工过程的催化剂研发中，如何通过活性组分选择、载体设计和制备方法优化提高催化剂的性能和寿命。

5、（本题5分）详细说明在化工自动化控制中，常见的控制算法有哪些，以及它们在实际应用中的优缺点。

四、案例分析题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）一家化工企业在进行化工产品的大规模生产时，发现能源消耗过高，成本大幅增加。请对这一现象进行分析，找出导致能耗过高的因素，并给出节能措施。

2、（本题10分）某化工厂的某个产品在市场上的竞争力逐渐下降，销售业绩不佳。请分析产品竞争力下降的原因，并提出提升产品竞争力的创新方案。

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