常州机电职业技术学院《化工仪表自动化》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工仪表自动化》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、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2、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。以下哪种涂层材料的耐腐蚀性通常较好？（）A.环氧树脂涂层B.聚乙烯涂层C.油漆涂层D.镀锌涂层3、在化工过程控制中，比例积分微分（PID）控制器是常用的控制器类型。以下关于PID控制器参数整定的方法，不正确的是：（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.理论计算法4、在化工设备设计中，材料的选择需要考虑多种因素。对于一个在高温高压下工作的反应器，以下关于材料性能的要求，不正确的是：（）A.材料的强度要高B.材料的耐腐蚀性要好C.材料的导热性要差D.材料的韧性要足5、化工过程中的质量传递现象普遍存在。在进行气体吸收操作时，如果要提高吸收剂对气体溶质的吸收率，以下哪个措施最为可行？（）A.增加吸收剂的流量B.降低吸收温度C.减小吸收塔的高度D.增大气体流速6、在化工设备的选型中，需要综合考虑性能、价格和可靠性等因素。对于一个需要长期连续运行的关键设备，以下哪个因素的权重通常最高？（）A.设备的性能B.设备的价格C.设备的可靠性D.设备的维护成本7、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常见的方法之一。对于一个长期处于强酸环境中的设备，以下哪种涂层材料的防腐性能最为优越？（）A.环氧树脂涂层B.聚氨酯涂层C.聚四氟乙烯涂层D.酚醛树脂涂层8、在化学反应器的设计中，需要考虑物料的流动模式。对于理想的平推流反应器，以下关于其特点的描述，不正确的是：（）A.不存在返混B.反应物浓度沿反应器长度逐渐变化C.不同停留时间的物料之间会混合D.反应速率只与反应器内位置有关9、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少10、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在一个热传导过程中，若两种材料的热导率相差较大，界面处的温度分布会呈现怎样的特点？（）A.温度分布均匀B.温度在界面处发生突变C.温度在界面附近有较大的梯度D.温度在远离界面处有较大的梯度11、在化学工程中，吸附操作常用于气体或液体的净化和分离。以下关于吸附剂的选择和再生，不准确的是（）A.吸附剂要有大的比表面积B.吸附剂的再生方法多样C.吸附剂的选择不考虑成本D.吸附剂的吸附性能会随使用次数下降12、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13、在化学反应动力学中，研究温度对反应速率的影响时，通常采用阿伦尼乌斯方程。当活化能增大时，以下关于温度对反应速率影响程度的说法，正确的是：（）A.温度的影响程度减小B.温度的影响程度增大C.温度的影响程度不变D.无法确定温度的影响程度14、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在化工设备的强度计算中，如何进行外压容器的稳定性分析和设计。2、（本题5分）化工原理中的蒸馏操作是重要的分离方法，请详细说明简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏的区别和联系，并分析它们在不同工况下的应用。3、（本题5分）在化工原理中，沉降操作常用于分离颗粒混合物。请阐述重力沉降和离心沉降的原理，并比较它们的优缺点和适用范围。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应方程式为A+2B→3C。进料中A、B的摩尔比为1:2，总进料流量为8mol/s，反应温度为400°C。反应速率方程为r=k*C_A*C_B²，其中k=5L²/(mol²·s)，C_A和C_B分别为A和B的浓度。计算反应器出口处各组分的浓度。2、（本题5分）某吸收塔用清水吸收空气中的二氧化硫，进塔气体中二氧化硫的摩尔分数为0.08，出塔气体中二氧化硫的摩尔分数要求降至0.008，气液平衡关系为y=1.5x，液气比为2，求传质单元数。3、（本题5分）一个绝热压缩过程，压缩前气体的压力为100kPa，温度为298K，压缩后压力为500kPa，绝热指数为1.4，计算压缩后气体的温度。4、（本题5分）一个化学反应器中进行可逆反应A⇌B，正反应速率常数为5L/(mol·min)，逆反应速率常数为2L/(mol·min)，初始时A的浓度为3mol/L，反应进行1小时后，计算A和B的浓度。5、（本题5分）一个结晶器中进行硝酸钾的结晶过程，初始溶液浓度为400g/L，结晶温度为30℃，溶解度为45g/L，晶体生长速率与过饱和度的立方成正比，比例系数为0.003mm/(h·(g/L)^3)，计算结晶4小时后的晶体平均粒径。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工厂的某个生产环节产生了大量的噪音，对周边环境和员工健康造成影响。请分析噪音产生的原因