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頁西南大學

《化工儀表自動化》2023-2024學年第二學期期末試卷院(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1分，共15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、在化工過程的安全管理中，風險評估是重要的環節。以下關于風險評估的方法，哪一種通常不用于化工過程？（）A.故障樹分析B.層次分析法C.民意調查D.事件樹分析2、在化工過程的優化中，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.直接確定最優操作條件D.分析過程的敏感性3、在化工過程的傳熱強化中，以下哪種方法不是通過增加傳熱面積來實現的？（）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、在化學反應工程中，研究反應動力學對于優化反應過程至關重要。對于一個復雜的連串反應，如果中間產物是所需產物，以下哪種操作條件通常有利于提高中間產物的收率？（）A.提高反應溫度B.增加反應物濃度C.縮短反應時間D.降低反應壓力5、在化工傳遞過程中，熱傳導是常見的傳熱方式之一。關于熱傳導的基本定律——傅里葉定律，以下說法錯誤的是（）A.熱流密度與溫度梯度成正比B.熱導率是物質的固有屬性C.熱導率不受溫度影響D.適用于穩態和非穩態傳熱6、在化工過程的安全評估中，危險與可操作性分析（HAZOP）是常用的方法之一。以下關于HAZOP分析的主要目的，哪種說法是不準確的？（）A.識別潛在的危險B.評估風險的大小C.提出改進措施D.確定事故的責任方7、在化工過程的能量分析中，熵增原理是一個重要的概念。以下關于熵增原理在化工過程中的應用，哪項表述是不正確的？（）A.熵增原理可用于判斷過程的可行性B.絕熱不可逆過程的熵增大于零C.熵增越大，過程的能量利用效率越高D.可逆過程的熵增為零8、在化工分離過程中，蒸餾是一種廣泛應用的分離方法。對于一個二元理想混合物的簡單蒸餾過程，以下關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。以下關于PID控制器參數整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計算法10、化學反應工程中，對于氣固相催化反應的內擴散影響，以下描述不正確的是（）A.會降低反應速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對所有反應的影響程度相同D.與反應物的分子大小有關11、化工生產中的精餾操作，塔板上氣液接觸方式有多種。以下關于不同氣液接觸方式的特點，不正確的是（）A.鼓泡接觸傳質效率高B.噴射接觸適用于大液量C.泡沫接觸穩定性好D.選擇接觸方式不考慮工藝要求12、在化工熱力學的研究中，以下哪個熱力學定律是判斷過程自發方向的依據？（）A.熱力學第一定律B.熱力學第二定律C.熱力學第三定律D.蓋斯定律13、在化工分離過程中，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、在化工原理的學習中，吸收操作是重要的傳質過程。關于吸收過程中的氣液平衡關系，以下說法不正確的是（）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.氣液平衡關系不受溶質種類影響15、在化工反應的熱效應計算中，需要考慮反應的焓變。對于一個吸熱反應，升高溫度會對反應的平衡常數產生怎樣的影響？（）A.平衡常數增大B.平衡常數減小C.平衡常數不變D.平衡常數先增大后減小二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在化工熱力學中，狀態方程是描述物質狀態的重要工具。請介紹幾種常見的狀態方程，如理想氣體狀態方程、范德華方程等，并比較它們的適用范圍和優缺點。2、（本題5分）在化工生產中，經常需要控制反應溫度，請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，并分析如何實現精確的溫度控制。3、（本題5分）詳細闡述在化工生產的結晶器中，攪拌槳的類型和轉速對結晶過程的影響。4、（本題5分）化工熱力學中的混合規則在狀態方程的應用中起著關鍵作用，請解釋混合規則的概念和常見的混合規則（如vanderWaals混合規則、RK混合規則等），并分析它們的適用范圍和準確性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個化工廠需要將一種混合氣體進行壓縮，混合氣體的組成為氮氣70%（體積分數）、氧氣20%、二氧化碳10%。初始壓力為1atm，溫度為300K，需要壓縮至10atm。假設壓縮過程為絕熱過程，絕熱指數為1.4，計算壓縮后的溫度。2、（本題5分）某精餾塔分離正庚烷-正辛烷混合物，進料組成（正庚烷摩爾分數）為0.4，進料量為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，相對揮發度為2.7，回流比為4。計算塔頂和塔底的產品流量以及再沸器的熱負荷（假設進料為飽和液體）。3、（本題5分）某反應在間歇釜式反應器中進行，反應級數為1.5，初始濃度為3mol/L，反應3小時后濃度變為1mol/L，求反應速率常數。4、（本題5分）某理想氣體在絕熱可逆壓縮過程中，起始溫度為300K，壓力為100kPa，終態壓力為200kPa。已知該氣體的熱容比為1.4，計算終態溫度。5、（本題5分）在一個絕熱填充床反應器中進行三級不可逆反應2A+B→3C，反應速率常數為5×10^4L^2/(mol^2·s)。進料中A的濃度為3mol/L，B的濃度為2mol/L，進料流量為4L/s，反應器體積為60L。計算反應的轉化率。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化學工程研究團隊在進行一項新型分離技術的研究時，遇到了分離效果不佳的問題。請探討可能影響分離效果的因素，并給出優化分離技術的方案。2、（本題10分）某化工廠的一個反應過程需要精確控制反