河南師范大學《化工儀表及自動化》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁河南師范大學《化工儀表及自動化》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、在化工熱力學中，研究純物質的飽和蒸汽壓與溫度的關系時，安托尼方程是常用的經驗公式。以下關于安托尼方程參數的獲取方法，不正確的是：（）A.實驗測定B.理論推導C.經驗估算D.數據擬合2、在化學反應工程中，對于一個可逆放熱反應，采用絕熱操作和采用換熱操作相比，以下關于反應轉化率的說法，正確的是：（）A.絕熱操作的轉化率更高B.換熱操作的轉化率更高C.轉化率相同D.取決于具體的反應條件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(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單4、關于化工生產中的結晶過程，以下哪種因素對晶體的生長速度影響最??？（）A.溶液的過飽和度B.攪拌速度C.溶質的分子量D.冷卻速度5、化學反應工程中，對于氣固相催化反應，若催化劑的孔徑過小，會對反應產生怎樣的影響？（）A.提高反應速率B.降低反應速率C.對反應速率無影響D.可能提高也可能降低反應速率6、在化工分離過程的設計中，需要考慮分離設備的選型。對于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設備通常不太適用？（）A.板式精餾塔B.填料精餾塔C.離心分離器D.結晶器7、化工生產中的膜分離過程除了反滲透，還有超濾、納濾等。以下關于這些膜分離過程的特點和應用，不正確的是（）A.超濾能截留大分子物質B.納濾的截留分子量介于超濾和反滲透之間C.膜分離過程不受操作壓力影響D.可以用于廢水處理和物質分離8、在化工過濾操作中，過濾速率與過濾壓差之間存在一定的關系。當過濾壓差增大時，以下哪種情況不太可能發(fā)生？（）A.過濾速率加快B.濾餅厚度增加C.濾液的澄清度提高D.過濾介質的阻力增大9、在化工過程的優(yōu)化中，數學模型的建立是重要的一步。以下關于數學模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預測過程性能B.指導實驗研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過程的敏感性10、在化工設備的設計中，壓力容器的設計需要遵循嚴格的規(guī)范。對于一個承受內壓的薄壁圓筒形容器，以下關于其壁厚計算的依據，不正確的是：（）A.材料的屈服強度B.容器的直徑C.容器內的壓力D.容器的長度11、在化工干燥操作中，濕物料中的水分通?？梢苑譃榻Y合水和非結合水。以下關于這兩種水分的特性，哪項說法是不準確的？（）A.結合水的蒸汽壓低于同溫度下純水的蒸汽壓B.非結合水的干燥較結合水容易C.結合水與物料的結合力較強D.非結合水的含量與物料的性質無關12、在化工設備設計中，需要考慮材料的選擇以適應不同的工況。對于高溫高壓的化工設備，以下哪種材料通常不是首選？（）A.不銹鋼B.碳鋼C.鈦合金D.特種陶瓷13、在化工過程控制中，PID控制器被廣泛應用。對于一個具有較大滯后特性的化工過程，以下哪種PID參數的調整方法能夠更好地提高控制效果？（）A.增大比例系數B.增大積分時間C.增大微分時間D.同時增大比例系數和積分時間14、對于化工過程中的氣體凈化，以下哪種方法適用于去除微量有害氣體？（）A.吸收法B.吸附法C.燃燒法D.冷凝法15、在化工熱力學的研究中，以下哪個參數常用于判斷混合物的非理想性程度？（）A.活度系數B.逸度系數C.壓縮因子D.偏心因子二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述在化工過程的液膜分離技術中，如何制備穩(wěn)定的液膜并利用其選擇性滲透實現(xiàn)物質的分離，以及液膜分離技術的發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）在化工生產中，熱量衡算對于優(yōu)化工藝和節(jié)能具有重要意義。請說明熱量衡算的基本方法和步驟，并結合實際生產過程舉例說明其應用。3、（本題5分）在化工原理中，過濾設備的選擇和操作條件的優(yōu)化對于提高過濾效率和降低成本非常重要。請論述常見過濾設備的特點和適用范圍，并討論如何根據物料性質和工藝要求選擇合適的過濾設備和操作條件。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個絕熱固定床反應器中進行二氧化硫氧化反應：2SO2+O2→2SO3。已知進料組成中SO2濃度為8%（摩爾分數），O2濃度為10%，其余為惰性氣體。進料流量為100mol/h，反應溫度為500°C。反應的平衡常數在該溫度下為100。假設反應達到平衡，計算出口處SO3的濃度。2、（本題5分）在一個絕熱壓縮過程中，空氣的初始狀態(tài)為壓力80kPa、溫度280K，終態(tài)壓力為400kPa。已知空氣的比熱容比為1.3。計算終態(tài)溫度和壓縮過程的熵變。3、（本題5分）某化工廠需要從含乙醇10%（質量分數）的水溶液中回收乙醇，采用常壓精餾操作。進料流量為5000kg/h，塔頂餾出液中乙醇含量為90%（質量分數），塔底餾出液中乙醇含量為0.5%（質量分數）。計算塔頂和塔底的產品流量。4、（本題5分）在一個精餾塔中分離二元混合物A和B，進料組成x_F=0.4（摩爾分數），塔頂產品組成x_D=0.9，塔底產品組成x_W=0.1，回流比為3。求最小回流比和理論板數。5、（本題5分）在一個流化床反應器中進行催化反應，催化劑顆粒的平均直徑為0.5mm，密度為2000kg/m3，流化氣體的密度為1.2kg/m3，粘度為1.8×10^(-5)Pa·s。計算最小流化速度和帶出速度。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某化工企業(yè)的廢水處理系統(tǒng)需要降低運行成本。請分析可以采取哪些措施。2、（本題1