河南师范大学《化工仪表及自动化》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页河南师范大学《化工仪表及自动化》

2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、在化工热力学中，研究纯物质的饱和蒸汽压与温度的关系时，安托尼方程是常用的经验公式。以下关于安托尼方程参数的获取方法，不正确的是：（）A.实验测定B.理论推导C.经验估算D.数据拟合2、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3、在化学工程中，对于均相混合物的分离，常常采用蒸馏的方法。以下关于简单蒸馏和平衡蒸馏的特点描述，不正确的是（）A.简单蒸馏是非稳态过程B.平衡蒸馏是稳态过程C.简单蒸馏分离效果一定优于平衡蒸馏D.平衡蒸馏的操作简单4、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（）A.溶液的过饱和度B.搅拌速度C.溶质的分子量D.冷却速度5、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6、在化工分离过程的设计中，需要考虑分离设备的选型。对于处理量较大的混合物分离，以下哪种分离设备通常不太适用？（）A.板式精馏塔B.填料精馏塔C.离心分离器D.结晶器7、化工生产中的膜分离过程除了反渗透，还有超滤、纳滤等。以下关于这些膜分离过程的特点和应用，不正确的是（）A.超滤能截留大分子物质B.纳滤的截留分子量介于超滤和反渗透之间C.膜分离过程不受操作压力影响D.可以用于废水处理和物质分离8、在化工过滤操作中，过滤速率与过滤压差之间存在一定的关系。当过滤压差增大时，以下哪种情况不太可能发生？（）A.过滤速率加快B.滤饼厚度增加C.滤液的澄清度提高D.过滤介质的阻力增大9、在化工过程的优化中，数学模型的建立是重要的一步。以下关于数学模型的作用，哪种表述是不全面的？（）A.预测过程性能B.指导实验研究C.直接确定最优操作条件D.分析过程的敏感性10、在化工设备的设计中，压力容器的设计需要遵循严格的规范。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，以下关于其壁厚计算的依据，不正确的是：（）A.材料的屈服强度B.容器的直径C.容器内的压力D.容器的长度11、在化工干燥操作中，湿物料中的水分通常可以分为结合水和非结合水。以下关于这两种水分的特性，哪项说法是不准确的？（）A.结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的蒸汽压B.非结合水的干燥较结合水容易C.结合水与物料的结合力较强D.非结合水的含量与物料的性质无关12、在化工设备设计中，需要考虑材料的选择以适应不同的工况。对于高温高压的化工设备，以下哪种材料通常不是首选？（）A.不锈钢B.碳钢C.钛合金D.特种陶瓷13、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间14、对于化工过程中的气体净化，以下哪种方法适用于去除微量有害气体？（）A.吸收法B.吸附法C.燃烧法D.冷凝法15、在化工热力学的研究中，以下哪个参数常用于判断混合物的非理想性程度？（）A.活度系数B.逸度系数C.压缩因子D.偏心因子二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述在化工过程的液膜分离技术中，如何制备稳定的液膜并利用其选择性渗透实现物质的分离，以及液膜分离技术的发展趋势和面临的挑战。2、（本题5分）在化工生产中，热量衡算对于优化工艺和节能具有重要意义。请说明热量衡算的基本方法和步骤，并结合实际生产过程举例说明其应用。3、（本题5分）在化工原理中，过滤设备的选择和操作条件的优化对于提高过滤效率和降低成本非常重要。请论述常见过滤设备的特点和适用范围，并讨论如何根据物料性质和工艺要求选择合适的过滤设备和操作条件。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个绝热固定床反应器中进行二氧化硫氧化反应：2SO2+O2→2SO3。已知进料组成中SO2浓度为8%（摩尔分数），O2浓度为10%，其余为惰性气体。进料流量为100mol/h，反应温度为500°C。反应的平衡常数在该温度下为100。假设反应达到平衡，计算出口处SO3的浓度。2、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，空气的初始状态为压力80kPa、温度280K，终态压力为400kPa。已知空气的比热容比为1.3。计算终态温度和压缩过程的熵变。3、（本题5分）某化工厂需要从含乙醇10%（质量分数）的水溶液中回收乙醇，采用常压精馏操作。进料流量为5000kg/h，塔顶馏出液中乙醇含量为90%（质量分数），塔底馏出液中乙醇含量为0.5%（质量分数）。计算塔顶和塔底的产品流量。4、（本题5分）在一个精馏塔中分离二元混合物A和B，进料组成x_F=0.4（摩尔分数），塔顶产品组成x_D=0.9，塔底产品组成x_W=0.1，回流比为3。求最小回流比和理论板数。5、（本题5分）在一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.5mm，密度为2000kg/m³，流化气体的密度为1.2kg/m³，粘度为1.8×10^(-5)Pa·s。计算最小流化速度和带出速度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的废水处理系统需要降低运行成本。请分析可以采取哪些措施。2、（本题1