2025年高职第三学年（应用化工技术）化工分离工程基础理论测试题及答案

2025年高职第三学年（应用化工技术）化工分离工程基础理论测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）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，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.化工分离过程中，以下哪种方法不属于平衡分离过程？（）A.精馏B.吸收C.离子交换D.萃取2.对于理想溶液的精馏过程，相对挥发度α与精馏效果的关系是（）。A.α越大，精馏越容易B.α越小，精馏越容易C.α与精馏难易无关D.以上都不对3.在吸收操作中，吸收剂的选择应满足的条件不包括（）。A.对溶质有较大的溶解度B.挥发性小C.与溶质有化学反应D.粘度大4.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.以上都不对5.以下哪种塔板属于板式塔？（）A.填料塔B.筛板塔C.湍球塔D.喷雾塔6.精馏塔的进料热状况参数q的取值范围是（）。A.q＜0B.0＜q＜1C.q＞1D.q≥07.在连续精馏塔中，若精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，则回流比R为（）。A.3B.4C.5D.68.吸收过程中，当操作线与平衡线相切时，吸收塔的吸收率（）。A.等于100%B.小于100%C.大于100%D.无法确定9.萃取操作中，选择性系数β的定义是（）。A.溶质在萃取相中的分配系数与在萃余相中的分配系数之比B.溶质在萃余相中的分配系数与在萃取相中的分配系数之比C.萃取剂在萃取相中的分配系数与在萃余相中的分配系数之比D.以上都不对10.以下哪种情况会使精馏塔的塔板效率降低？（）A.上升蒸汽速度增加B.下降液体速度增加C.进料组成变化D.塔板间距增大11.在吸收操作中，提高吸收剂用量，对吸收过程的影响是（）。A.吸收率提高，吸收推动力增大B.吸收率降低，吸收推动力减小C.吸收率不变，吸收推动力增大D.吸收率不变，吸收推动力减小12.萃取操作中，若萃取剂与稀释剂完全不互溶，则萃取液的组成与（）有关。A.原料液组成B.萃取剂用量C.温度D.以上都对13.精馏塔的全塔效率是指（）。A.实际塔板数与理论塔板数之比B.理论塔板数与实际塔板数之比C.实际板效率与默弗里板效率之比D.默弗里板效率与实际板效率之比14.在吸收操作中，亨利定律适用于（）。A.易溶气体B.难溶气体C.中等溶解度气体D.所有气体15.萃取操作中，若采用多级错流萃取，以下哪种说法正确？（）A.萃取剂用量逐渐减少B.萃取剂用量逐渐增加C.萃取剂用量不变D.以上都不对16.精馏塔的进料位置应选择在（）。A.塔板效率最高处B.气液负荷适中处C.塔顶附近D.塔底附近17.在吸收操作中，若吸收质在气相中的分压增大，其他条件不变，则吸收速率（）。A.增大B.减小C.不变D.无法确定18.萃取操作中，若萃取剂与稀释剂部分互溶，则萃取相和萃余相的组成（）。A.只与原料液组成有关B.只与萃取剂用量有关C.与原料液组成和萃取剂用量都有关D.与温度有关19.精馏塔的回流比增大，会导致（）。A.塔顶产品纯度提高，塔釜产品纯度降低B.塔顶产品纯度降低，塔釜产品纯度提高C.塔顶和塔釜产品纯度都提高D.塔顶和塔釜产品纯度都降低20.在吸收操作中，若吸收剂温度升高，对吸收过程的影响是（）。A.吸收率提高，吸收推动力增大B.吸收率降低，吸收推动力减小C.吸收率不变，吸收推动力增大D.吸收率不变，吸收推动力减小第II卷（非选择题，共60分）21.填空题：（每空1分，共10分）（1）化工分离过程按分离原理可分为平衡分离过程、速率分离过程和______。（2）精馏塔的塔顶温度一般比塔底温度______。（3）吸收操作中，吸收质在气液两相中的平衡关系符合______定律。（4）萃取操作中，分配系数K越大，说明溶质在萃取相中的浓度越______。（5）板式塔中，塔板上的气液接触状态有鼓泡接触、______和喷射接触。（6）精馏塔的进料热状况有冷液进料、泡点进料、______、过热蒸汽进料。（7）吸收操作中，吸收塔的填料层高度计算公式为Z=HOG×______。（8）萃取操作中，若采用多级逆流萃取，萃取剂的用量比多级错流萃取______。（9）精馏塔的回流比有最小回流比、适宜回流比和______。（10）吸收操作中，若吸收质在气相中的分压等于其平衡分压，则吸收速率为______。22.简答题：（每题5分，共20分）（1）简述精馏塔的工作原理。（2）吸收操作中，影响吸收速率的因素有哪些？（3）萃取操作中选择萃取剂的原则是什么？（4）简述板式塔的塔板效率及其影响因素。23.计算题：（每题10分，共20分）（1）在连续精馏塔中，已知进料量F=100kmol/h，进料组成xF=0.,5，馏出液组成xD=0.95，釜液组成xW=0.05，回流比R=2。试求馏出液量D、釜液量W以及精馏段操作线方程。（2）在一吸收塔中，用清水吸收混合气中的氨。已知混合气中氨的摩尔分数为0.05，操作压力为101.3kPa，温度为20℃，亨利系数E=1.44×10^5kPa。若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试求吸收液的组成。（已知气相总传质单元高度HOG=1.2m，要求吸收率为95%）24.分析题：（10分）某化工厂采用精馏塔分离二元混合液，在操作过程中发现塔顶产品纯度下降，塔釜产品纯度也下降。请分析可能导致这种现象的原因，并提出相应的解决措施。（要求结合化工分离工程的理论知识进行分析）25.综合题：（10分）某化工生产过程中需要分离一种三元混合液，其中A、B、C三种组分的沸点差异较大。现拟采用精馏塔进行分离。请设计一个精馏塔的工艺流程，并说明各塔板的作用以及进料位置、回流比等操作参数的选择依据。（要求结合化工分离工程的理论知识进行设计）答案：1.C2.A3.D4.A5.B6.D7.A8.B9.A10.A11.A12.D13.A14.B15.A16.B17.A18.C19.C20.B21.（1）机械分离过程（2）低（3）亨利（4）高（5）泡沫接触（6）气液混合物进料（7）NOG（8）少（9）全回流（10）022.（1）精馏塔利用混合物中各组分挥发度不同，通过多次部分汽化和部分冷凝，使气相中的轻组分不断富集，液相中的重组分不断富集，从而实现分离。（2）影响吸收速率的因素有：吸收质在气相中的分压、吸收质在液相中的溶解度、气液接触面积、气液相对运动速度、温度、压力等。（3）选择萃取剂的原则：对溶质有较大的溶解度；与稀释剂不互溶；选择性系数大；化学稳定性好；粘度小、沸点高、蒸汽压小；无毒、无腐蚀、价格便宜等。（4）塔板效率是指实际塔板数与理论塔板数之比。影响因素有：气液接触状态、塔板结构、操作条件等。23.（1）由物料衡算可得：F=D+W，F×xF=D×xD+W×xW，代入数据解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。精馏段操作线方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=2/3x+0.95/3=0.667x+0.317。（2）首先求最小吸收剂用量Lmin，由亨利定律y=mx，m=E/P=1.44×10^5/101.3=1421.5，x2=0，y1=0.05，y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025，Lmin=F(y1-y2)/(x1-x2)=F(y1-y2)/(m×y1/P-x2)=100×(0.05-0.0025)/(1421.5×0.05/101.3-0)=6.8kmol/h，实际吸收剂用量L=1.5Lmin=10.2kmol/h，再由物料衡算求吸收液组成x1，L(x1-x2)=F(y1-y2)，解得x1=0.0184。24.可能原因：回流比减小，导致精馏段分离能力下降；进料组成变化，轻组分含量降低；塔板效率下降，如塔板堵塞、气液接触不良等；再沸器加热量不足，影响塔釜汽化效果；塔顶冷凝器冷却效果变差，影响回流液温度和组成。解决措施：适当增大回流比；稳定进料组成；检查塔板，清理堵塞物，改善气液接触；增加再沸器加热量；检查冷凝器，提高冷却效果。25