2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理基础试题及答案

2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理基础试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40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20题，每题2分）1.化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和（）三大步骤。A.产品分离与精制B.能量回收C.废水处理D.废气排放2.流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布呈（）。A.抛物线形B.直线形C.双曲线形D.正弦曲线形3.当流体在管内流动时，若要测取管截面上的流体速度分布，应选用（）流量计。A.孔板B.文丘里管C.测速管D.转子4.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不变D.Re与λ无关5.离心泵的扬程是指（）。A.泵的升扬高度B.泵所提供的能量C.泵的吸上高度D.泵的功率6.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.流量最大时的扬程D.扬程最大时的流量7.当离心泵的转速提高时，其扬程（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定8.某离心泵在一定转速下运行时，流量为Q，扬程为H。若将泵的转速提高10%，则此时泵的流量和扬程分别变为（）。A.1.1Q，1.1HB.1.1Q，1.21HC.1.21Q，1.1HD.1.21Q，1.21H9.往复泵启动时，其出口阀应（）。A.全开B.全关C.半开D.任意开度10.往复泵的流量调节方法是（）。A.改变出口阀开度B.改变泵的转速C.旁路调节D.改变吸入阀开度11.精馏塔的进料热状况参数q的物理意义是（）。A.1kmol进料液体变为饱和蒸汽所需的热量B.1kmol进料蒸汽变为饱和液体所需的热量C.1kmol进料变为饱和蒸汽所需的热量D.以上都不对12.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，则回流比R为（）。A.3B.4C.5D.613.某精馏塔的进料组成为xF=0.5，馏出液组成为xD=0.95，釜液组成为xW=0.05，则塔顶产品的回收率为（）。A.95%B.90%C.85%D.80%14.吸收操作的依据是（）。A.气体在液体中的溶解度不同B.液体在气体中的溶解度不同C.气体与液体的密度不同D.气体与液体的粘度不同15.在吸收过程中，吸收质在气液两相中的浓度差是吸收的（）。A.推动力B.阻力C.平衡关系D.以上都不对16.填料塔的传质效率主要取决于（）。A.填料的性能B.气液两相的流量C.塔的结构D.以上都对17.干燥过程中，湿空气的湿度H是指（）。A.1kg湿空气中所含干空气的质量B.1kg湿空气中所含水汽的质量C.1kg干空气中所含水汽的质量D.以上都不对18.在一定温度下，湿空气的相对湿度φ越大，则其含湿量d（）。A.越大B.越小C.不变D.不确定19.干燥过程中，物料表面的水汽化速率主要取决于（）。A.物料的性质B.空气的温度C.空气的湿度D.以上都对20.某湿物料经过5小时的干燥后，含水量由X1=0.3kg水/kg绝干料降至X2=0.1kg水/kg绝干料。若在相同条件下，将该物料继续干燥至含水量X3=0.05kg水/kg绝干料，则还需要干燥的时间为（）小时。A.2.5B.3C.3.5D.4第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）1.化工原理主要研究（）、（）和（）等单元操作的基本原理、典型设备及其计算方法。2.流体在管内流动时，其流动类型可用（）来判断，当（）时为层流，当（）时为湍流。3.离心泵的工作点是指（）与（）的交点。4.精馏塔的回流比R增大时，精馏段操作线斜率（），提馏段操作线斜率（），塔顶产品组成（），塔釜产品组成（）。5.吸收操作中，若吸收剂用量增加，则吸收推动力（），吸收效率（）。（二）简答题（每题5分，共15分）1.简述流体静力学基本方程的应用。2.简述离心泵的工作原理。3.简述精馏塔的操作要点。（三）计算题（每题10分，共20分）1.某水平直管，管内径为50mm，流体在管内作层流流动，流速为1m/s，流体的密度为1000kg/m³，粘度为1mPa·s。试求：（1）管内流体的雷诺数；（2）管截面上的平均流速；（3）管内流体的摩擦阻力损失。2.某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成为xF=0.5，馏出液组成为xD=0.95，釜液组成为xW=0.05。回流比R=３。试求：（1）馏出液流量D和釜液流量W；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程。（四）分析题（每题10分，共10分）材料：在某化工生产过程中，需要将一种液体从低位槽输送到高位槽。现选用了一台离心泵进行输送，但在运行过程中发现流量不足，扬程也达不到要求。问题：请分析可能导致该现象的原因，并提出相应的解决措施。（五）综合题（每题5分，共5分）材料：某化工企业计划新建一套化工生产装置，其中包括原料预处理、化学反应和产品分离等单元。在产品分离单元中，拟采用精馏塔进行产品的分离。问题：请简述精馏塔在化工生产中的作用，并说明其操作过程中需要注意的问题。答案：1.A2.A3.C4.C5.B6.B7.A8.B9.B10.C11.B12.A13.A14.A15.A16.D17.C18.A19.D20.A填空题答案：1.流体输送、传热、传质2.雷诺数、Re≤2000、Re＞40003.泵的特性曲线、管路特性曲线4.增大、增大、提高、降低5.增大、提高简答题答案：1.流体静力学基本方程可用于计算流体在静止或相对静止状态下的压力、液位等；可用于测量液位、压力差等；可用于分析流体在管道、容器等中的受力情况。2.离心泵的工作原理是依靠叶轮的高速旋转，使液体在离心力的作用下获得能量，从而提高液体的压力和流速，将液体从低处输送到高处。3.精馏塔的操作要点包括：控制进料量、进料组成、回流比等参数；保证塔内温度、压力稳定；注意塔釜液位、塔顶馏出液流量等的控制；及时调整操作参数，确保产品质量合格。计算题答案：1.（1）Re=ρud/μ=1000×1×0.05/1×10⁻³=50000；（2）层流时平均流速为流速的一半，即0.5m/s；（3）摩擦阻力损失hf=64/Re×u²/2g=64/50000×1²/2×9.81=0.065m。2.（1）由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)=3/4x+0.95/4=0.75x+0.2375；（3）提馏段操作线方程y'=L'/V'x'-WxW/V'，L'=L+qF=RD+qF=3×50+1×100=250，V'=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-q)F=4×50-0×100=200，所以y'=250/200x'-50×0.05/200=1.25x'-0.0125。分析题答案：可能原因：泵选型不当，扬程和流量不满足要求；吸入管路堵塞或漏气；叶轮损坏；出口阀门开度太小等。解决措施：