2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理综合测试试题及答案

2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)1.流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为（）A.Re增大，λ增大B.Re增大，λ减小C.Re增大，λ基本不变D.Re增大，λ先增大后减小2.离心泵铭牌上标明的扬程是指（）A.功率最大时的扬程B.效率最高时的扬程C.泵的最大扬程D.扬程为0时的流量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.0.75B.1C.3D.44.在吸收操作中，吸收剂的选择应满足（）等要求。（多选）A.溶解度大B.选择性高C.挥发性小D.粘度低5.对于干燥过程，以下说法正确的是（）A.干燥是传热传质过程B.干燥只能除去物料表面的水分C.干燥过程中物料温度会一直升高D.干燥速率与空气湿度无关6.以下哪种换热器属于间壁式换热器（）A.夹套式换热器B.蛇管式换热器C.套管式换热器D.以上都是7.某气体混合物中含有A、B两种气体，其摩尔分数分别为0.4和0.6，在总压为101.3kPa下，A气体的分压为（）kPa。A.40.52B.60.78C.101.3D.无法确定8.对于流体的流动，以下哪种情况会产生湍流（）A.流速较小B.管径较小C.流体粘度较大D.流速较大9.在精馏塔中，进料热状况参数q的取值范围是（）A.q<0B.0<q<1C.q=1D.q>110.以下哪种方法可以提高吸收塔的吸收效率（）A.增加吸收剂用量B.降低吸收剂温度C.提高操作压力D.以上都可以第II卷（非选择题共70分）11.填空题(总共5题，每题4分)（1）流体流动的连续性方程是基于______原理推导出来的。（2）离心泵的工作点是由______曲线和______曲线的交点确定的。（3）精馏塔进料热状况有______、______、______、______、______五种。（4）吸收操作中，传质的推动力是______。（5）干燥过程中，物料中所含水分可分为______和______。12.简答题(总共3题，每题10分)（1）简述离心泵的工作原理。（2）说明精馏塔的塔顶回流的作用。（3）分析影响干燥速率的因素有哪些。13.计算题(总共2题，每题15分)（1）某流体在管道中以0.5m/s的流速流动，管道内径为50mm，流体密度为800kg/m³，求流体的质量流量和体积流量。（2）在一连续精馏塔中，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（摩尔分数，下同），塔顶馏出液组成为0.95，塔釜残液组成为0.05，回流比为3，求塔顶馏出液量和塔釜残液量。14.案例分析题(总共1题，20分)某化工厂在进行乙醇-水精馏分离过程中，发现塔顶产品中乙醇含量未达到设计要求。已知精馏塔的操作条件为：进料量100kmol/h，进料组成0.5，回流比3，并提供了精馏塔的塔板效率、进料热状况等相关数据。请分析可能导致塔顶乙醇含量未达标的原因，并提出改进措施。15.设计题(总共1题，20分)设计一套连续精馏装置，用于分离苯-甲苯混合液。已知进料量为50kmol/h，进料组成0.4（苯的摩尔分数），要求塔顶产品中苯的含量不低于0.95，塔釜产品中甲苯的含量不低于0.95。请确定精馏塔的塔型、回流比、理论塔板数等主要设计参数，并说明设计依据。答案：1.C2.B3.C4.ABCD5.A6.D7.A8.D9.B10.D11.（1）质量守恒（2）泵的特性；管路特性（3）冷液进料；泡点进料；气液混合物进料；饱和蒸汽进料；过热蒸汽进料（4）组分在气液两相中的浓度差（5）结合水；非结合水12.（1）离心泵的工作原理：依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得能量，提高压强和流速，从叶轮中心被抛向边缘。（2）塔顶回流的作用：提供下降液体，建立精馏段的传质传热条件；维持塔内各板上的气液接触；控制塔顶产品质量。（3）影响干燥速率的因素：物料性质、干燥介质温度和湿度、干燥介质流速、干燥设备结构等。13.（1）体积流量：qV=πd²u/4=3.14×0.05²×0.5/4=1.96×10⁻³m³/s；质量流量：qm=ρqV=800×1.96×10⁻³=1.57kg/s。（2）由全塔物料衡算：F=D+W，FxF=DxD+WxW，代入数据得：100=D+W，100×0.5=D×0.95+W×0.05，联立解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。14.可能原因：回流比不够，导致精馏段分离能力不足；进料位置不当影响传质效果；塔板效率下降等。改进措施：适当增大回流比；调整进料位置；检查塔板，若有损坏及时修复或更换塔板等。15.塔型可选用板式塔如筛板塔。回流