2025 年大学化学工程（化工原理）试题及答案

2025年大学化学工程（化工原理）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的（）倍。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大3.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，则该塔的回流比为（）。A.3B.4C.5D.64.吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，（）。A.回收率趋向最高B.吸收推动力趋向最大C.塔高趋向无穷大D.所需填料层高度趋向无穷大5.在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面判断正确的是（）。A.传热管的壁温接近加热蒸汽温度B.传热管的壁温接近空气温度C.空气走管程D.蒸汽走壳程6.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成yA=0.4，相应的露点为t2，则（）。A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.不能确定7.对于恒沸精馏，其加入的第三组分应具有的特点是（）。A.与被分离体系中的任一组分形成最低恒沸物B.与被分离体系中的任一组分形成最高恒沸物C.沸点与原体系沸点相近D.不与原体系中任一组分形成恒沸物8.某流化床干燥器干燥某湿物料，若干燥介质在干燥器内经历等焓干燥过程，则干燥介质的出口温度（）。A.升高B.降低C.不变D.不确定9.板框压滤机过滤某悬浮液，若过滤时间相同，要使得到的滤液量增加一倍，则操作压力差应增大为原来的（）倍。A.2B.4C.8D.1610.在萃取操作中，选择萃取剂的主要原则是（）。A.萃取剂与原溶剂互不相溶B.萃取剂与溶质不发生化学反应C.溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度D.以上都是二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.以下关于流体流动的描述，正确的有（）。A.层流时，流体分层流动，互不混合B.湍流时，流体内部存在强烈的混合C.雷诺数是判断流体流动类型的重要参数D.雷诺数越大，越容易发生湍流E.流体在管道中流动时，管道中心处流速最大2.影响离心泵性能的因素有（）。A.转速B.叶轮直径C.流体密度D.流体粘度E.吸入管路阻力损失3.精馏塔的操作中，可能出现的不正常现象有（）。A.液泛B.雾沫夹带C.漏液D.返混E.淹塔4.吸收过程中，提高吸收速率的措施有（）。A.增大吸收剂用量B.提高吸收温度C.增加吸收面积D.降低吸收压力E.选择合适的吸收剂5.以下属于间壁式换热器的有（）。A.套管换热器B.列管式换热器C.板式换热器D.夹套式换热器E.蛇管式换热器三、判断题（总共10题，每题2分，判断对错，对的打√，错的打×）1.流体的粘度随温度升高而增大。（）2.离心泵的安装高度主要取决于泵的允许吸上真空度。（）3.精馏塔的进料热状况参数q=1时，进料为饱和液体。（）4.吸收操作中，吸收质在气液两相中的平衡关系是吸收过程的极限。（）5.传热过程中，热阻主要集中在热阻大的一侧。（）6.恒摩尔流假定适用于精馏塔的精馏段和提馏段。（）7.干燥过程中，湿空气的湿度不变，则其焓也不变。（）8.过滤操作中，过滤介质的阻力随过滤时间的增加而增大。（）9.萃取操作中，分配系数越大，萃取效果越好。（）10.化工原理中的“三传”是指动量传递、热量传递和质量传递。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述离心泵的工作原理，并说明影响离心泵扬程和流量的因素有哪些？2.在精馏操作中，如何提高塔顶产品的纯度？请从精馏塔的操作参数和设备结构等方面进行分析。3.简述吸收操作的基本原理，并说明影响吸收速率的主要因素有哪些？五、计算题（总共2题，每题15分）1.某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（易挥发组分摩尔分数），塔顶馏出液组成为0.95，塔底釜液组成为0.05。已知回流比R=3，泡点进料。试求：（1）塔顶馏出液量D和塔底釜液量W；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程。2.用一逆流操作的吸收塔吸收混合气中的有害组分A。已知混合气流量为1000m³/h（标准状态），其中A的体积分数为y1=0.05，要求吸收率为95%。吸收剂为纯溶剂，流量为1500kg/h，吸收塔在常压、25℃下操作。已知在该条件下，亨利系数E=150kPa，吸收过程为气膜控制，气相体积吸收总系数Kya=0.05kmol/(m³·s)。试求：（1）塔底排出液中A的摩尔分数x2；（2）所需的填料层高度。答案：一、选择题1.D2.B3.A4.D5.A6.B7.A8.B9.B10.D二、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.ABCE4.ACE5.ABCDE三、判断题1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、简答题1.离心泵的工作原理：依靠叶轮的高速旋转，使液体获得离心力，从叶轮中心被抛向边缘，液体的静压能和动能增加，然后进入蜗壳，在蜗壳中大部分动能转化为静压能，从出口排出。影响扬程和流量的因素：泵的结构、转速、叶轮直径、流体密度和粘度、管路特性等。2.提高塔顶产品纯度的方法：增大回流比，可使精馏段操作线斜率增大，分离能力增强；适当增加塔板数，提供更多传质分离机会；优化进料位置，使进料与塔内气液流更好匹配；控制进料热状况，如泡点进料利于分离；保证设备良好运行，减少塔板漏液、雾沫夹带等。3.吸收操作基本原理：利用混合气中各组分在吸收剂中溶解度不同，使溶质从气相转移到液相。影响吸收速率的因素：吸收剂性能，如溶解度、选择性等；操作条件，如温度、压力、气液流量等；设备结构，如塔型、填料特性等；传质系数，与气液接触状况等有关。五、计算题1.（1）由物料衡算：F=D+W，FxF=DxD+WxW，可得D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）精馏段操作线方程：y=(R/(R+1))x+(xD/(R+1))，即y=0.75x+0.2375。（3）泡点进料q=1，提馏段操作线方程：y'=(L'/V')x'-(WxW/V')，L'=L+qF=RD+F=200kmol/h，V'=V-(1-q)F=(R+1)D-0=200kmol/h，y'=x'-0.0125。2.（1）y1=0.05，η=95%，则y2=y1(1-η)=0.0025。由亨利定律y=mx，m=E/P=1.5，x2=(y1-y2)/m=0.0317。（2）V=(1000/22.4)×(1-0.05)=42.41kmol/h，(y1-y2)/[(y1-mx