西南大學(xué)《化工儀表自動(dòng)化》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)西南大學(xué)

《化工儀表自動(dòng)化》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在化工過(guò)程的安全管理中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是重要的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法，哪一種通常不用于化工過(guò)程？（）A.故障樹分析B.層次分析法C.民意調(diào)查D.事件樹分析2、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，數(shù)學(xué)模型的建立是重要的一步。以下關(guān)于數(shù)學(xué)模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預(yù)測(cè)過(guò)程性能B.指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過(guò)程的敏感性3、在化工過(guò)程的傳熱強(qiáng)化中，以下哪種方法不是通過(guò)增加傳熱面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的？（）A.使用翅片管B.采用波紋管C.提高流體流速D.安裝螺旋隔板4、在化學(xué)反應(yīng)工程中，研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對(duì)于優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程至關(guān)重要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的連串反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是所需產(chǎn)物，以下哪種操作條件通常有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時(shí)間D.降低反應(yīng)壓力5、在化工傳遞過(guò)程中，熱傳導(dǎo)是常見的傳熱方式之一。關(guān)于熱傳導(dǎo)的基本定律——傅里葉定律，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.熱流密度與溫度梯度成正比B.熱導(dǎo)率是物質(zhì)的固有屬性C.熱導(dǎo)率不受溫度影響D.適用于穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱6、在化工過(guò)程的安全評(píng)估中，危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）是常用的方法之一。以下關(guān)于HAZOP分析的主要目的，哪種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？（）A.識(shí)別潛在的危險(xiǎn)B.評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的大小C.提出改進(jìn)措施D.確定事故的責(zé)任方7、在化工過(guò)程的能量分析中，熵增原理是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于熵增原理在化工過(guò)程中的應(yīng)用，哪項(xiàng)表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過(guò)程的可行性B.絕熱不可逆過(guò)程的熵增大于零C.熵增越大，過(guò)程的能量利用效率越高D.可逆過(guò)程的熵增為零8、在化工分離過(guò)程中，蒸餾是一種廣泛應(yīng)用的分離方法。對(duì)于一個(gè)二元理想混合物的簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程，以下關(guān)于餾出液組成的變化，正確的是：（）A.餾出液組成逐漸降低B.餾出液組成逐漸升高C.餾出液組成保持不變D.餾出液組成先升高后降低9、在化工過(guò)程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計(jì)算法10、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散影響，以下描述不正確的是（）A.會(huì)降低反應(yīng)速率B.可以通過(guò)減小催化劑顆粒尺寸來(lái)消除C.對(duì)所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)11、化工生產(chǎn)中的精餾操作，塔板上氣液接觸方式有多種。以下關(guān)于不同氣液接觸方式的特點(diǎn)，不正確的是（）A.鼓泡接觸傳質(zhì)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12、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個(gè)熱力學(xué)定律是判斷過(guò)程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律13、在化工分離過(guò)程中，以下哪種方法常用于分離分子量差異較大的混合物？（）A.電泳B.超濾C.滲析D.電滲析14、在化工原理的學(xué)習(xí)中，吸收操作是重要的傳質(zhì)過(guò)程。關(guān)于吸收過(guò)程中的氣液平衡關(guān)系，以下說(shuō)法不正確的是（）A.溶解度隨溫度升高而降低B.壓力增大，溶解度增大C.亨利定律只適用于稀溶液D.氣液平衡關(guān)系不受溶質(zhì)種類影響15、在化工反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算中，需要考慮反應(yīng)的焓變。對(duì)于一個(gè)吸熱反應(yīng)，升高溫度會(huì)對(duì)反應(yīng)的平衡常數(shù)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大B.平衡常數(shù)減小C.平衡常數(shù)不變D.平衡常數(shù)先增大后減小二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，狀態(tài)方程是描述物質(zhì)狀態(tài)的重要工具。請(qǐng)介紹幾種常見的狀態(tài)方程，如理想氣體狀態(tài)方程、范德華方程等，并比較它們的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要控制反應(yīng)溫度，請(qǐng)闡述常見的加熱和冷卻方法（如蒸汽加熱、熱水冷卻等）的原理和適用范圍，并分析如何實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶器中，攪拌槳的類型和轉(zhuǎn)速對(duì)結(jié)晶過(guò)程的影響。4、（本題5分）化工熱力學(xué)中的混合規(guī)則在狀態(tài)方程的應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用，請(qǐng)解釋混合規(guī)則的概念和常見的混合規(guī)則（如vanderWaals混合規(guī)則、RK混合規(guī)則等），并分析它們的適用范圍和準(zhǔn)確性。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)化工廠需要將一種混合氣體進(jìn)行壓縮，混合氣體的組成為氮?dú)?0%（體積分?jǐn)?shù)）、氧氣20%、二氧化碳10%。初始?jí)毫?atm，溫度為300K，需要壓縮至10atm。假設(shè)壓縮過(guò)程為絕熱過(guò)程，絕熱指數(shù)為1.4，計(jì)算壓縮后的溫度。2、（本題5分）某精餾塔分離正庚烷-正辛烷混合物，進(jìn)料組成（正庚烷摩爾分?jǐn)?shù)）為0.4，進(jìn)料量為100kmol/h，塔頂餾出液中正庚烷含量為0.9，塔底釜液中正庚烷含量為0.1，相對(duì)揮發(fā)度為2.7，回流比為4。計(jì)算塔頂和塔底的產(chǎn)品流量以及再沸器的熱負(fù)荷（假設(shè)進(jìn)料為飽和液體）。3、（本題5分）某反應(yīng)在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.5，初始濃度為3mol/L，反應(yīng)3小時(shí)后濃度變?yōu)?mol/L，求反應(yīng)速率常數(shù)。4、（本題5分）某理想氣體在絕熱可逆壓縮過(guò)程中，起始溫度為300K，壓力為100kPa，終態(tài)壓力為200kPa。已知該氣體的熱容比為1.4，計(jì)算終態(tài)溫度。5、（本題5分）在一個(gè)絕熱填充床反應(yīng)器中進(jìn)行三級(jí)不可逆反應(yīng)2A+B→3C，反應(yīng)速率常數(shù)為5×10^4L^2/(mol^2·s)。進(jìn)料中A的濃度為3mol/L，B的濃度為2mol/L，進(jìn)料流量為4L/s，反應(yīng)器體積為60L。計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）某化學(xué)工程研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行一項(xiàng)新型分離技術(shù)的研究時(shí)，遇到了分離效果不佳的問(wèn)題。請(qǐng)?zhí)接懣赡苡绊懛蛛x效果的因素，并給出優(yōu)化分離技術(shù)的方案。2、（本題10分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)過(guò)程需要精確控制反