北京建筑大学《沸石催化与分离技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北京建筑大学
《沸石催化与分离技术》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在化工生产中的结晶器设计中，以下哪个因素对晶体的粒度分布影响最大？（ ）
A. 溶液的过饱和度控制
B. 结晶器的搅拌强度
C. 结晶器的材质
D. 结晶器的形状

2、在化工工艺流程设计中，需要综合考虑各种因素以达到最优的设计方案。对于一个生产多种产品的化工厂，以下哪个因素在确定工艺流程时的权重通常最大？（ ）
A. 原材料的供应 B. 产品的市场需求 C. 生产设备的通用性 D. 环保法规的要求

3、在化学工程的研究中，经常需要对实验数据进行处理和分析。当处理一组非线性的数据时，以下哪种数学模型拟合方法通常能够得到更准确的结果？（ ）
A. 线性回归 B. 多项式回归 C. 指数回归 D. 对数回归

4、在化工热力学的相平衡计算中，以下哪个定律用于确定气液平衡时的组成关系？（ ）
A. 拉乌尔定律
B. 亨利定律
C. 道尔顿分压定律
D. 吉布斯相律

5、在化工原理实验中，测量数据的误差分析是必不可少的。以下关于误差的来源和处理方法，不正确的是（ ）
A. 系统误差可以通过校准消除 B. 随机误差可以通过多次测量平均减小 C. 粗大误差对结果影响不大，可以忽略 D. 误差分析可以评估实验结果的可靠性

6、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（ ）
A. 间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高
B. 间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长
C. 间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制
D. 间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀

7、在化学反应工程中，对于一个连续流动的管式反应器中的二级反应，以下哪个因素对于反应器体积的影响最大？（ ）
A. 反应物的初始浓度 B. 反应速率常数 C. 进料流量 D. 反应温度

8、在化工生产中，经常需要对混合物进行分离。对于一个沸点差较小的液体混合物，以下哪种分离方法的分离效果更好？（ ）
A. 普通精馏 B. 萃取精馏 C. 共沸精馏 D. 膜分离

9、对于化工中的化学反应速率方程，以下关于其建立方法，哪一个是准确的？（ ）
A. 建立化学反应速率方程通常需要通过实验测定不同条件下的反应速率，然后根据实验数据进行拟合和分析，确定反应级数和速率常数
B. 化学反应速率方程可以通过理论推导直接得到，不需要进行实验测定
C. 只要知道反应物和生成物的化学式，就可以写出化学反应速率方程
D. 化学反应速率方程一旦确定，就不会随反应条件的改变而改变

10、在化工分离过程中，萃取是一种有效的分离方法。对于一个液液萃取体系，当萃取剂与原溶剂的互溶性增加时，以下关于萃取效果的变化，正确的是：（ ）
A. 萃取效果变好 B. 萃取效果变差 C. 萃取效果不变 D. 萃取效果先变好后变差

11、在化工分离过程中，液液萃取的分配系数是衡量萃取效果的重要参数。对于一个特定的萃取体系，以下关于分配系数的影响因素，不正确的是：（ ）
A. 萃取剂的种类 B. 被萃取物质的浓度 C. 温度 D. 压力

12、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

13、化工过程中的搅拌操作可以强化传质和传热。对于一个搅拌釜式反应器，若搅拌桨的类型从桨式改为涡轮式，搅拌效果会如何变化？（ ）
A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 取决于搅拌速度

14、在化工设备的防腐措施中，阴极保护是一种常见的方法。对于一个处于电解质溶液中的金属设备，以下哪种阴极保护方式更为有效？（ ）
A. 牺牲阳极法 B. 外加电流法 C. 涂层与阴极保护结合 D. 以上效果相同

15、在化工传热设备中，热管具有高效的传热性能。热管内部的工作液体在蒸发段蒸发，在冷凝段冷凝，其传热过程主要依靠什么原理？（ ）
A. 热传导 B. 热对流 C. 热辐射 D. 相变传热

16、在化工过程的模拟计算中，需要选择合适的热力学模型。对于一个包含极性物质和非极性物质的混合物体系，以下哪种热力学模型的适用性更好？（ ）
A. 理想气体模型 B. 活度系数模型 C. 状态方程模型 D. 以上都不是

17、在化工热力学的计算中，以下哪个热力学性质不是通过状态方程直接计算得到的？（ ）
A. 压力
B. 体积
C. 熵
D. 焓

18、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（ ）
A. 熵变为零 B. 熵变小于零 C. 熵变大于零 D. 熵变的正负无法确定

19、在化工流体流动的研究中，对于粘性流体在圆形管道中的流动，当雷诺数小于 2000 时，流体的流动状态通常为层流。若管道直径增加一倍，而流量保持不变，此时雷诺数会如何变化？（ ）
A. 变为原来的 2 倍 B. 变为原来的 4 倍 C. 变为原来的 1/2 D. 变为原来的 1/4

20、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（ ）
A. 流化床干燥器 B. 厢式干燥器 C. 喷雾干燥器 D. 回转圆筒干燥器

21、在化学工程实验中，经常需要测量各种物理量。对于测量微小压力差，以下哪种测量仪器的精度和灵敏度最高？（ ）
A. U 型管压力计 B. 差压变送器 C. 弹簧管压力计 D. 膜片压力计

22、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（ ）
A. 反应物的初始浓度 B. 反应温度 C. 反应器的体积 D. 搅拌速度

23、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，采用绝热操作和采用换热操作相比，以下关于反应转化率的说法，正确的是：（ ）
A. 绝热操作的转化率更高 B. 换热操作的转化率更高 C. 转化率相同 D. 取决于具体的反应条件

24、在化工过程的安全评估中，需要分析各种潜在的危险因素。对于一个涉及高压气体储存的化工装置，以下哪个危险因素最容易引发严重的事故？（ ）
A. 气体泄漏 B. 容器爆炸 C. 静电火花 D. 人为操作失误

25、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热过程，以下关于系统内能和熵的变化，哪项说法是正确的？（ ）
A. 内能不变，熵增加
B. 内能增加，熵不变
C. 内能减少，熵不变
D. 内能不变，熵不变

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）化工分离过程中的膜分离技术，如超滤、微滤等，在生物化工和制药领域有广泛应用。请详细介绍这些膜分离技术的原理和特点，并分析其在相关领域的优势和局限性。

2、（本题5分）阐述在煤化工领域，如何通过煤的气化、液化和焦化等工艺将煤转化为化学品和能源产品，以及相关的技术挑战和发展方向。

3、（本题5分）随着化工过程强化技术的发展，分析微通道反应器在化学反应中的优势和应用前景，包括提高传热传质效率、缩短反应时间等方面。

4、（本题5分）在化工生产中，搅拌器的选择和设计对于反应和混合过程至关重要。请论述搅拌器的类型和工作原理，并分析如何根据不同的工艺要求选择合适的搅拌器。

三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一家精细化工企业生产一种高附加值的化学品，在生产过程中对温度和压力的控制要求非常严格。请分析如何实现精确的控制。

2、（本题5分）一个化工项目在建设过程中需要进行项目进度管理，以确保项目按时完成。请分析项目进度管理的方法和工具。

3、（本题5分）某化工厂的一个反应过程产生了大量的副产物。请分析如何减少副产物的生成并提高主产物的收率。

4、（本题5分）一个化工项目在建设过程中需要进行工程监理，以确保工程质量和安全。请分析工程监理的重点和难点。

5、（本题5分）某化学工程实验室在进行一项催化反应实验时，催化剂的活性和选择性达不到预期效果。请探讨可能影响催化剂性能的因素，并提出改进的思路和方法。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在一个萃取过程中，用有机溶剂从水溶液中萃取溶质 A。水相初始浓度为 100 g/L，有机相初始浓度为 0。相比（有机相流量与水相流量之比）为 1:2，分配系数为 5。经过三级错流萃取后，计算水相中溶质 A 的剩余浓度。

2、（本题10分）一个吸收塔用清水吸收空气中的氨气，进塔气体中氨气的摩尔分数为 0.1 ，出塔气体中氨气的摩尔分数为 0.01 ，气体流量为 1000 m³/h （标准状况），吸收剂用量为 2000 kg/h ，求吸收率和吸收液中氨的浓度。

3、（本题10分）某精馏塔分离二元混合物，进料量为 100 kmol/h，进料组成 xF = 0.5（摩尔分数），塔顶馏出液量为 50 kmol/h，塔顶产品组成 xD = 0.9，塔底产品组成 xW = 0.1。求回流比和精馏段操作线方程。

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