2025年大学化学工程与工艺（化工单元操作）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工单元操作）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意）答题要求：请将每题正确答案的序号填在括号内。1.在化工单元操作中，对于流体输送，下列关于离心泵特性曲线的说法正确的是（）A.流量增大时，扬程增大B.流量增大时，功率减小C.流量增大时，效率先增大后减小D.扬程与流量无关2.精馏操作中，回流比增大，下列说法错误的是（）A.塔顶产品纯度提高B.塔釜产品纯度降低C.能耗增加D.操作费用增加3.吸收操作中，吸收剂的选择不需要考虑的因素是（）A.对溶质的溶解度大B.挥发性小C.与溶质有化学反应D.密度大4.过滤操作中，影响过滤速率的主要因素不包括（）A.滤饼厚度B.滤液黏度C.过滤面积D.过滤介质颜色5.对于传热过程，下列关于热阻的说法正确的是（）A.热阻只与传热介质有关B.热阻与传热面积成正比C.热阻越大，传热速率越快D.减少热阻可提高传热效率6.在干燥操作中，湿物料中所含水分可分为结合水和非结合水，下列说法正确的是（）A.结合水在一定条件下可被干燥除去B.非结合水不能被干燥除去C.结合水的蒸汽压等于同温度下纯水的蒸汽压D.非结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的蒸汽压7.对于蒸发操作，下列关于蒸发器类型的说法错误的是（）A.中央循环管式蒸发器属于自然循环蒸发器B.强制循环蒸发器适用于处理黏度大、易结晶的溶液C.降膜蒸发器不适用于热敏性物料D.升膜蒸发器适用于蒸发量较大的场合8.蒸馏操作中，理论塔板数的计算方法不包括（）A.逐板计算法B.图解法C.经验公式法D.计算机模拟法9.在吸收塔中，气液两相的流动方式一般不包括（）A.并流B.逆流C.错流D.折流10.对于化工单元操作中的塔设备，下列关于塔板效率的说法正确的是（）A.塔板效率越高，分离效果越好B.塔板效率只与塔板结构有关C.实际塔板数等于理论塔板数除以塔板效率D.提高塔板效率可减少塔的高度第II卷二、填空题（总共5题，每题4分）答题要求：请在横线上填写正确答案。1.化工单元操作中，流体输送机械主要包括______、______、______等。2.精馏塔的进料热状况有______、______、______、______、______五种。3.吸收操作中，亨利定律的表达式为______。4.过滤操作中，过滤介质的作用是______、______。5.传热的基本方式有______、______、______。三、简答题（总共3题，每题10分）答题要求：简要回答问题，条理清晰。1.简述离心泵的工作原理。2.说明精馏操作中回流比的重要性及影响。3.分析吸收操作中影响吸收速率的因素。四、计算题（总共2题，每题15分）答题要求：写出详细的计算过程和答案。1.某精馏塔进料量为F=100kmol/h，进料组成xF=0.5（摩尔分数），要求塔顶产品组成xD=0.95，塔釜产品组成xW=0.05。已知回流比R=3，塔顶采用全凝器，泡点回流。试求塔顶产品量D、塔釜产品量W及精馏段操作线方程。2.在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质A。已知混合气流量为1000m³/h（标准状态），溶质A的体积分数为0.05，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=1.2m。要求溶质A的吸收率为95%。试求：（1）吸收剂用量L；（2）所需的填料层高度h。五、案例分析题（1题，20分）答题要求：根据给定案例，分析问题并提出解决方案。某化工厂在进行化工单元操作过程中，遇到了以下问题：在精馏塔操作中，塔顶产品纯度突然下降，塔釜产品纯度也有所降低。同时，能耗增加，操作费用上升。经过检查，发现回流比控制系统出现故障，导致回流比不稳定。请分析出现这些问题的原因，并提出解决措施。答案：一、1.C2.B3.D4.D5.D6.A7.C8.C9.D10.A二、1.离心泵、往复泵、旋转泵2.冷液进料、泡点进料、气液混合物进料、露点进料、过热蒸汽进料3.p=Ex4.支撑滤饼、拦截固体颗粒5.热传导、热对流、热辐射三、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，使液体获得能量，以提高液体的压强和流速。同时，在叶轮中心形成低压区，液体在外界大气压的作用下被吸入泵内，从而实现液体连续不断的输送。2.回流比是精馏操作的重要参数。它直接影响塔顶产品纯度和塔釜产品纯度。增大回流比，塔顶产品纯度提高，但能耗增加、操作费用上升；减小回流比，塔釜产品纯度可能提高，但塔顶产品纯度下降。合适的回流比可使精馏塔在满足产品质量要求的前提下，实现经济运行。3.吸收速率的影响因素：（1）吸收剂性能，如对溶质的溶解度、选择性等；（2）操作条件，如温度、压力、气液流量等；（3）传质推动力，如气液两相浓度差；（4）塔设备结构，如填料类型、塔径等。四、1.由物料衡算：F=D+W，FxF=DxD+WxW，可得：100=D+W，100×0.5=D×0.95+W×0.05，解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。精馏段操作线方程：y=(R/(R+1))x+(xD/(R+1))=(3/(3+1))x+(0.95/(3+1))=0.75x+0.2375。2.（1）y1=0.05，η=0.95，则y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025。由物料衡算：L(x1-x2)=V(y1-y2)，V=1000/22.4=44