忻州師范學(xué)院《化工儀表與自動(dòng)化》2023-2024學(xué)年第一學(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)忻州師范學(xué)院

《化工儀表與自動(dòng)化》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在化工分離過(guò)程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。以下關(guān)于膜分離過(guò)程的特點(diǎn)，哪種描述是不正確的？（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.適用范圍廣D.膜的成本低且易于維護(hù)2、在化工原理中，研究液體在填料塔中的流動(dòng)時(shí)，以下關(guān)于填料層壓降的影響因素，不正確的是：（）A.填料的類(lèi)型B.液體的流量C.填料的堆積方式D.液體的密度3、在化工萃取塔的操作中，以下哪種因素的變化對(duì)萃取效果的影響相對(duì)較小？（）A.萃取劑的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.兩相的接觸時(shí)間4、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器類(lèi)型的選擇，哪種因素的影響最為關(guān)鍵？（）A.溶液的性質(zhì)B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小5、化工中的膜分離過(guò)程在廢水處理中有廣泛應(yīng)用。對(duì)于含有高濃度有機(jī)物的廢水，以下哪種膜分離技術(shù)的處理效果更好？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透6、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的選擇非常重要。對(duì)于一個(gè)以最小化生產(chǎn)成本為目標(biāo)的化工過(guò)程，以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)成，不正確的是：（）A.原材料成本B.設(shè)備折舊成本C.產(chǎn)品銷(xiāo)售收入D.人工成本7、在化工過(guò)程控制中，關(guān)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.自動(dòng)控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器組成，各部分相互獨(dú)立，沒(méi)有關(guān)聯(lián)B.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制器根據(jù)測(cè)量變送裝置反饋的信號(hào)與設(shè)定值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號(hào)給執(zhí)行器C.自動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)量變送裝置只負(fù)責(zé)測(cè)量被控變量，不進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳輸D.自動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行器只能是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其他類(lèi)型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能使用8、在化工中的精餾塔設(shè)計(jì)中，關(guān)于回流比的選擇，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.回流比是精餾操作的重要參數(shù)，它影響著精餾塔的分離效果、能耗和設(shè)備投資。一般來(lái)說(shuō)，增大回流比可以提高分離效果，但會(huì)增加能耗和設(shè)備投資；減小回流比則相反。因此，需要綜合考慮各方面因素，選擇合適的回流比B.回流比越大越好，能夠保證精餾塔得到高純度的產(chǎn)品C.回流比的選擇只取決于塔頂和塔底產(chǎn)品的純度要求，與能耗和設(shè)備投資無(wú)關(guān)D.回流比的最小值為零，最大值沒(méi)有限制9、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于混合物的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算，以下哪種方法通常需要較多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持？（）A.狀態(tài)方程法B.活度系數(shù)法C.理想溶液模型D.正規(guī)溶液模型10、化工中的干燥器有多種類(lèi)型，如廂式干燥器、流化床干燥器等。以下關(guān)于不同類(lèi)型干燥器的優(yōu)缺點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是（）A.廂式干燥器操作簡(jiǎn)單B.流化床干燥器干燥效率高C.干燥器的選擇只考慮干燥速率D.要綜合考慮多種因素11、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)平行反應(yīng)，如果主反應(yīng)的級(jí)數(shù)高于副反應(yīng)，以下哪種操作條件有利于提高主反應(yīng)的選擇性？（）A.提高反應(yīng)物濃度B.降低反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)時(shí)間D.以上操作條件都不利12、在化工流體流動(dòng)中，當(dāng)流體流經(jīng)管道時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力損失。對(duì)于層流和湍流兩種流動(dòng)狀態(tài)，以下關(guān)于阻力損失的特點(diǎn)，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.層流的阻力損失與流速的一次方成正比B.湍流的阻力損失與流速的平方成正比C.層流的阻力損失通常小于湍流D.湍流的阻力損失與管道粗糙度無(wú)關(guān)13、在化工結(jié)晶設(shè)備的選擇中，需要考慮多種因素。以下哪項(xiàng)因素對(duì)于結(jié)晶產(chǎn)品的粒度分布影響相對(duì)較小？（）A.攪拌速度B.冷卻速率C.設(shè)備的材質(zhì)D.晶種的加入量14、對(duì)于化工過(guò)程中的結(jié)晶器類(lèi)型，以下哪種結(jié)晶器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)？（）A.攪拌釜式結(jié)晶器B.奧斯陸結(jié)晶器C.流化床結(jié)晶器D.蒸發(fā)結(jié)晶器15、在化工流體力學(xué)中，對(duì)于流體在管道中的流動(dòng)阻力，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)雷諾數(shù)在2000到4000之間時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)是什么？（）A.層流B.湍流C.過(guò)渡流D.不確定16、關(guān)于化工生產(chǎn)中的噴霧干燥，以下哪種因素對(duì)產(chǎn)品顆粒大小的影響最為顯著？（）A.進(jìn)料速度B.噴霧壓力C.干燥溫度D.物料性質(zhì)17、對(duì)于化工中的非均相反應(yīng)過(guò)程，以下關(guān)于相間傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.相間傳質(zhì)會(huì)影響非均相反應(yīng)的速率和選擇性。如果傳質(zhì)速率小于反應(yīng)速率，反應(yīng)會(huì)受到傳質(zhì)的限制；如果傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，反應(yīng)則主要受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制B.相間傳質(zhì)對(duì)非均相反應(yīng)沒(méi)有影響，反應(yīng)速率只取決于化學(xué)反應(yīng)本身C.相間傳質(zhì)總是會(huì)促進(jìn)非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)速率和選擇性D.相間傳質(zhì)的影響可以忽略不計(jì)，在研究非均相反應(yīng)時(shí)不需要考慮18、在化工過(guò)程的物料衡算中，需要準(zhǔn)確確定各種物料的流量和組成。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的化工流程，以下哪種方法能夠更有效地減少物料衡算的誤差？（）A.分步驟衡算B.采用經(jīng)驗(yàn)公式C.忽略次要物料D.增加測(cè)量次數(shù)19、在化工過(guò)程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要的措施之一。以下哪種余熱回收方式的效率通常較低？（）A.直接熱交換B.余熱發(fā)電C.熱泵回收D.自然散熱20、在化工熱力學(xué)中，研究純物質(zhì)的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系時(shí)，安托尼方程是常用的經(jīng)驗(yàn)公式。以下關(guān)于安托尼方程參數(shù)的獲取方法，不正確的是：（）A.實(shí)驗(yàn)測(cè)定B.理論推導(dǎo)C.經(jīng)驗(yàn)估算D.數(shù)據(jù)擬合21、對(duì)于化工過(guò)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22、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于真實(shí)氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比會(huì)如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無(wú)法確定23、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護(hù)是常用的方法之一。以下哪種涂層材料的耐腐蝕性通常較好？（）A.環(huán)氧樹(shù)脂涂層B.聚乙烯涂層C.油漆涂層D.鍍鋅涂層24、在化工分離過(guò)程的設(shè)計(jì)中，需要考慮分離設(shè)備的選型。對(duì)于處理量較大的混合物分離，以下哪種分離設(shè)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(jié)晶器25、化工生產(chǎn)中的過(guò)濾操作，過(guò)濾介質(zhì)的選擇對(duì)過(guò)濾效果有重要影響。以下關(guān)于過(guò)濾介質(zhì)的性能和選擇原則，不正確的是（）A.要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度B.過(guò)濾阻力要小C.過(guò)濾介質(zhì)的選擇不考慮價(jià)格D.要適應(yīng)過(guò)濾物料的性質(zhì)26、關(guān)于化工過(guò)程中的干燥速率曲線，以下哪個(gè)階段的干燥速率基本不變？（）A.預(yù)熱階段B.恒速干燥階段C.降速干燥階段D.以上階段均有可能27、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于純物質(zhì)的臨界狀態(tài)，以下哪個(gè)參數(shù)在臨界狀態(tài)時(shí)沒(méi)有明確的數(shù)值？（）A.溫度B.壓力C.體積D.密度28、在化工蒸發(fā)過(guò)程中，提高蒸發(fā)器的真空度會(huì)對(duì)蒸發(fā)操作產(chǎn)生哪些影響？（）A.降低溶液的沸點(diǎn)，提高蒸發(fā)速率B.增加溶液的沸點(diǎn)，降低蒸發(fā)速率C.對(duì)蒸發(fā)速率沒(méi)有影響D.導(dǎo)致溶液結(jié)晶29、對(duì)于化工過(guò)程中的流體流動(dòng)，以下關(guān)于雷諾數(shù)的含義和作用，哪一個(gè)是正確的？（）A.雷諾數(shù)是用來(lái)判斷流體流動(dòng)類(lèi)型（層流或湍流）的無(wú)量綱數(shù)，其大小反映了流體的慣性力與黏性力的相對(duì)大小B.雷諾數(shù)只與流體的流速有關(guān)，與流體的性質(zhì)和管道直徑無(wú)關(guān)C.雷諾數(shù)越大，流體的流動(dòng)阻力越小，能量損失越少D.雷諾數(shù)對(duì)流體流動(dòng)的研究沒(méi)有實(shí)際意義，只是一個(gè)理論概念30、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，若要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本，以下哪種措施通常是首先考慮的？（）A.改進(jìn)工藝路線B.更換原材料C.增加設(shè)備投資D.減少勞動(dòng)力投入二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中，將10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的某溶液濃縮至50%，進(jìn)料量為1000kg/h，蒸發(fā)室的操作壓力下溶液的沸點(diǎn)升高為5°C，加熱蒸汽的溫度為120°C，冷凝水在飽和溫度下排出。求加熱蒸汽的消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。假設(shè)傳熱系數(shù)為1000W/(m2·K)。2、（本題5分）在一個(gè)氣液傳質(zhì)塔中，進(jìn)行二氧化碳的吸收，進(jìn)氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為10%，吸收劑為氫氧化鈉溶液，液氣比為2，傳質(zhì)單元高度為0.5m，要求二氧化碳的去除率達(dá)到90%，計(jì)算所需的傳質(zhì)單元數(shù)和塔高。3、（本題5分）在一個(gè)間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行三級(jí)不可逆反應(yīng)A→3B，反應(yīng)速率常數(shù)為1.5L2/(mol2·h)。初始時(shí)刻A的濃度為2.5mol/L，反應(yīng)時(shí)間為4h。計(jì)算此時(shí)A的轉(zhuǎn)化率。4、（本題5分）在一個(gè)流化床干燥器中干燥濕物料，濕物料的初始含水量為35%（濕基），干燥產(chǎn)品的含水量要求為8%（濕基），處理量為600kg/h。已知干燥介質(zhì)（熱空氣）的進(jìn)口溫度為110°C，出口溫度為70°C，濕度為0.02kg水/kg干空氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和預(yù)熱器的加熱量。5、（本題5分）某反應(yīng)在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)為A+2B→3C，初始時(shí)刻A、B的濃度分別為2mol/L、3mol/L，反應(yīng)4小時(shí)后，A的濃度變?yōu)?mol/L。已知反應(yīng)速率方程為-rA=kCA^0.5CB，其中k=0.5L^(0.5)/(mol^(0.5)·h)，計(jì)算B和C的濃度。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在化工分離過(guò)程中，親和分離技術(shù)在生物化工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用，請(qǐng)闡述親和分離的基本原理和特點(diǎn)，包括親和配體的選擇和親和吸附的過(guò)程，并分析其優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在化工生產(chǎn)的干燥過(guò)程中，如何利用真空干燥技術(shù)處理熱敏性物料。3、（本題5分）化工過(guò)程中的結(jié)晶過(guò)程中的成核現(xiàn)象對(duì)于晶體的質(zhì)量和產(chǎn)量有重要影響，請(qǐng)說(shuō)明成核的機(jī)制和類(lèi)型，包括均相成核和異相成核，并分析影響成核速率的因素。4、（本題5分）闡述在化工過(guò)程的液膜分離技術(shù)中，如何制備穩(wěn)定的液膜并利用其選擇性滲透實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離