2025年大学化学工程与工艺（化工原理）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工原理）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）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共10题，每题3分，在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项)1.以下关于流体流动的描述，正确的是（）A.理想流体是指没有黏性的流体B.实际流体在流动时不存在黏性C.流体流动时，流线一定是直线D.流体的流速越大，其压强越大2.某离心泵在一定转速下输送常温清水时的流量为Q，扬程为H。若将输送介质改为密度比水大的液体，其他条件不变，则离心泵的流量和扬程将（）A.流量增大，扬程增大B.流量减小，扬程增大C.流量增大，扬程减小D.流量减小，扬程减小3.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≥14.对于恒沸精馏，以下说法正确的是（）A.恒沸剂必须与被分离体系中的至少一个组分形成恒沸物B.恒沸剂的沸点一定高于被分离体系中各组分的沸点C.恒沸精馏只能用于分离沸点相差较大的体系D.恒沸精馏塔的塔顶产物一定是恒沸物5.以下关于吸收操作的描述，错误的是（）A.吸收是利用气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异来分离气体混合物的操作B.吸收过程中，溶质从气相传递到液相C.吸收塔的塔顶通常为气相进口，塔底为液相进口D.吸收剂的选择只需要考虑对溶质的溶解度大即可6.在萃取操作中，分配系数K的定义是（）A.溶质在萃取相中的浓度与在萃余相中的浓度之比B.溶质在萃余相中的浓度与在萃取相中的浓度之比C.萃取剂在萃取相中的浓度与在萃余相中的浓度之比D.萃取剂在萃余相中的浓度与在萃取相中的浓度之比7.以下关于干燥过程的说法，正确的是（）A.干燥是将物料中的水分全部除去的过程B.干燥过程中，物料表面的水汽化速率只与空气的湿度有关C.干燥过程分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段D.降速干燥阶段，物料表面的温度会不断升高8.对于过滤操作，以下说法错误的是（）A.过滤是利用过滤介质将悬浮液中的固体颗粒截留，而使液体通过的操作B.过滤介质的孔径越大，过滤效率越高C.过滤操作中，过滤阻力主要由过滤介质阻力和滤饼阻力组成D.滤饼的厚度越大，过滤阻力越大9.某连续精馏塔，进料为饱和液体，进料量为F，进料组成xF=0.5（摩尔分数），塔顶馏出液组成xD=0.95，塔底釜液组成xW=0.05。则塔顶产品的采出率D/F为（）A.0.5B.0.6C.0.7D.0.810.在板式塔中，以下哪种塔板效率最高（）A.泡罩塔板B.筛板塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板第II卷（非选择题，共70分）11.（10分）简述流体静力学基本方程的应用，并举例说明。12.（15分）在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。已知进塔混合气流量为V（kmol/h），溶质组成y1，出塔尾气中溶质组成y2，进塔溶剂流量为L（kmol/h）。试推导吸收操作线方程，并说明其物理意义。13.（15分）某二元理想溶液在连续精馏塔中进行分离。进料量为F（kmol/h），进料组成xF，塔顶馏出液组成xD，塔底釜液组成xW。已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，提馏段操作线方程为y=1.25x-0.025。求进料热状况参数q、塔顶产品采出率D/F以及进料组成xF。14.（15分）材料：在化工生产中，经常需要对一些液体进行加热或冷却。例如，在某反应釜中，需要将一种液体从20℃加热到80℃，已知该液体的比热容为2kJ/(kg·℃)，质量流量为1000kg/h。现拟采用蒸汽加热，蒸汽的温度为120℃，冷凝水的温度为110℃，蒸汽的汽化潜热为2200kJ/kg。问题：计算每小时所需的蒸汽量。15.（15分）材料：某化工厂要设计一个干燥器，用于干燥某种湿物料。已知湿物料的初始含水量为20%（质量分数），干燥后要求含水量降至5%（质量分数）。湿物料的处理量为1000kg/h，干燥过程中水分蒸发速率保持恒定，为20kg/h。干燥介质为空气，初始湿度为0.01kg水/kg干空气，离开干燥器时湿度为0.05kg水/kg干空气。问题：计算每小时所需的干空气量以及干燥器的热效率。答案：1.A2.B3.D4.A5.D6.A7.C8.B9.B10.C11.流体静力学基本方程可用于测压、液位计算等。如用U形管压差计测压差，根据流体静力学基本方程可计算两截面间的压差；计算敞口容器中液位高度时，利用该方程可得出液位与压强的关系。12.吸收操作线方程：y=(L/V)x-(L/V)x2+y2。物理意义：表示在逆流吸收塔中，任意截面上气相组成y与液相组成x之间的关系，反映了吸收过程中溶质在气液两相间的传递情况。13.由精馏段操作线方程y=0.75x+0.20可得R/(R+1)=0.75，解得R=3；xD/(R+1)=0.20，解得xD=0.8。由提馏段操作线方程y=1.25x-0.025可得L'/V'=1.25，(WxW)/(V')=0.025。根据物料衡算关系可求出q、D/F和xF。经过计算，q=1.5，D/F=0.6，xF=0.4。14.设每小时所需蒸汽量为mkg/h。根据热量衡算：Q吸=Q放，即1000×2×(80-2