2025 年大学化学工程与工艺（化工原理应用）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工原理应用）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.离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值（）。A.包括内能在内的总能量B.机械能C.压能D.位能（即实际的升扬高度）3.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.245，则该塔的回流比为（）。A.3B.4C.5D.64.萃取操作中，选择萃取剂的原则不包括（）。A.与原溶剂互不相溶B.选择性好C.价格便宜D.密度与原溶剂相差小5.在吸收操作中，吸收剂的选择应使溶质在其中的溶解度（）。A.越大越好B.越小越好C.适中即可D.与溶解度无关6.对于恒沸精馏，加入的夹带剂应与原溶液中的组分形成（）。A.恒沸物B.非恒沸物C.任意混合物D.不互溶物7.干燥过程中，湿空气的湿度不变，温度升高，则其相对湿度（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小8.板框压滤机的洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。A.1/4B.1/2C.1D.29.某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（）。A.60kmol/hB.66.7kmol/hC.90kmol/hD.100kmol/h10.在连续精馏塔中，精馏段操作线斜率随回流比的增大而（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小二、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.影响离心泵性能的因素有（）。A.叶轮转速B.液体密度C.泵的安装高度D.管路特性2.精馏塔的塔板效率包括（）。A.全塔效率B.单板效率C.理论板效率D.默弗里板效率3.吸收操作中，影响吸收速率的因素有（）。A.气液两相的接触面积B.气液两相的温度C.吸收剂的用量D.溶质的性质4.干燥过程中，干燥介质的预热目的是（）。A.提高干燥速率B.降低相对湿度C.提高露点温度D.降低湿度5.过滤操作中，助滤剂的作用是（）。A.降低滤饼的可压缩性B.增加滤饼的孔隙率C.提高过滤速率D.防止滤布堵塞三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.流体的粘度随温度升高而增大。（）2.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生气缚现象。（）3.精馏塔的回流比越大，分离效果越好，所以回流比越大越好。（）4.萃取操作中，分配系数越大，萃取效果越好。（）5.吸收操作中，只要有吸收质从气相进入液相，吸收过程就一定能进行。（）6.恒沸精馏中，夹带剂的加入量越多越好。（）7.干燥过程中，湿物料的平衡水分是不能用干燥方法除去的。（）8.板框压滤机的过滤面积与框的内表面积有关。（）9.精馏塔的进料热状况对精馏操作没有影响。（）10.吸收塔的填料层高度与吸收剂的用量无关。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述离心泵的工作原理，并说明影响离心泵性能的主要因素有哪些？2.什么是精馏操作？简述精馏塔的主要组成部分及其作用。3.简述吸收操作的基本原理，并说明吸收剂的选择原则。五、计算题（总共2题，每题15分）1.某精馏塔进料量为100kmol/h，进料组成xF=0.5，要求塔顶产品组成xD=0.9，塔底产品组成xW=0.1，回流比R=3，泡点进料。试求：（1）塔顶和塔底产品的流量；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程。2.用一连续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（标准状况），其中A的体积分数为0.05，要求吸收率为95%。吸收剂为纯溶剂S，其用量为最小用量的1.2倍。操作条件下的气液平衡关系为y=2x，气相总传质单元高度HOG=1m。试求：（1）吸收剂的用量；（2）所需的填料层高度。答案一、选择题1.D2.B3.A4.D5.A6.A7.B8.A9.B10.A二、多项选择题1.ABC2.ABD3.ABCD4.AB5.ABCD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：依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力，将液体从叶轮中心甩向边缘，使液体获得静压能和动能。影响因素：叶轮转速、液体密度、泵的安装高度、管路特性等。2.精馏操作：利用混合液中各组分挥发度的不同，通过多次部分汽化和部分冷凝，使混合液得以分离。主要组成部分及作用：精馏塔（提供气液接触传质场所）、再沸器（为塔底提供上升蒸汽）、冷凝器（将塔顶蒸汽冷凝为液体）。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的差异，使吸收质从气相转移到液相。选择原则：与原溶剂互不相溶、选择性好、溶解度大、挥发性小、化学稳定性好、价格便宜等。五、计算题1.（1）由物料衡算可得：F=D+W，FxF=DxD+WxW，代入数据解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）精馏段操作线方程：y=(R/(R+1))x+(xD/(R+1))，R=3，xD=0.9，可得y=0.75x+0.225。（3）提馏段操作线方程：y'=(L'/V')x'-(WxW/V')，L'=L+qF，V'=V-(1-q)F，q=1（泡点进料），L=RD=150kmol/h，V=(R+1)D=200kmol/h，代入数据可得y'=1.5x'-0.05。2.（1）y1=0.05，η=95%，则y2=y1(1-η)=0.0025。x2=0，由气液平衡关系y=2x，可得x1=y1/2=0.025。最小液气比(L/V)min=(y1-y2)/(x1-x2)=1.9，实际液气比L/V=1.2×(L/V)min=2.28。V=1000/22.4=44.64kmol/h，所以L=2.28×44.64=1