2025年大学化工类（化工原理应用）试题及答案

2025年大学化工类（化工原理应用）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）每题有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。(总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意)1.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，这意味着（）A.回流比R=3B.塔顶馏出液组成xD=0.95C.精馏段下降液体流量L与上升蒸汽流量V之比为0.75D.精馏段下降液体流量L与进料流量F之比为0.752.对于恒沸精馏，下列说法正确的是（）A.恒沸剂必须与被分离的混合物完全互溶B.恒沸剂的沸点一定要高于被分离混合物中各组分的沸点C.恒沸剂与被分离混合物中的某一组分形成最低恒沸物D.恒沸精馏过程中，恒沸剂的加入量越多越好3.在吸收操作中，吸收塔某一截面处，气相主体浓度y与液相主体浓度x之间的关系为（）A.符合亨利定律B.符合拉乌尔定律C.与气液平衡关系有关D.与操作条件无关4.某离心泵在一定转速下输送清水时，流量为Q，扬程为H。当输送密度为水两倍的液体时，流量和扬程分别为（）A.Q不变，H不变B.Q不变，H增大C.Q减小，H增大D.Q减小，H减小5.下列关于过滤操作的说法，错误的是（）A.过滤速率与过滤面积成正比B.过滤速率与过滤压差成正比C.过滤速率与滤饼厚度成反比D.过滤速率与滤液黏度成正比6.在板式塔中，塔板效率反映了（）A.实际传质效果与理论传质效果的差异B.塔板上气液接触的充分程度C.塔板的结构形式对传质的影响D.进料组成对传质的影响7.对于干燥过程，下列说法正确的是（）A.干燥过程中，物料表面的水汽分压始终等于空气中的水汽分压B.干燥速率取决于物料内部水分的扩散速率C.等速干燥阶段，干燥速率与物料含水量无关D.降速干燥阶段，干燥速率与空气的湿度有关8.某二元混合物，其中A为易挥发组分。当液相组成xA=0.6时，与之平衡的气相组成yA=0.8。若气相组成yA=0.7，与之平衡的液相组成xA为（）A.0.45B.0.5C.0.55D.0.69.在换热器中，用饱和蒸汽加热空气，传热管的壁温接近（）A.蒸汽的温度B.空气的温度C.蒸汽和空气的平均温度D.无法确定10.对于离心泵的特性曲线，下列说法正确的是（）A.离心泵的扬程随流量的增大而增大B.离心泵的功率随流量的增大而减小C.离心泵的效率随流量的增大先增大后减小D.离心泵的特性曲线与输送流体的性质无关第II卷（非选择题共70分）11.简答题（总共2题，每题10分）（1）简述精馏塔的工作原理及精馏操作的主要影响因素。（2）说明吸收操作中，气液平衡关系对吸收效果的影响。12.计算题（总共2题，每题15分）（1）在一连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，提馏段操作线方程为y=1.25x-0.020。已知进料量F=100kmol/h，进料组成xF=0.5，塔顶馏出液组成xD=0.95，塔底釜液组成xW=0.05。试求：回流比R、精馏段下降液体流量L、提馏段上升蒸汽流量V'及进料热状况参数q。（2）用一逆流操作的吸收塔吸收混合气中的有害组分A。已知混合气流量为1000m³/h（标准状态），其中A的体积分数为0.05，要求吸收率为95%。吸收剂为清水，吸收塔操作压力为101.3kPa，温度为25℃。在该条件下，A在气液平衡关系为y=2x。试求：吸收剂用量及塔底排出液中A的组成。13.分析题（总共1题，每题20分）某化工厂采用连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。在生产过程中，发现塔顶馏出液中苯的含量低于设计要求，塔底釜液中甲苯的含量高于设计要求。试分析可能导致这种情况的原因，并提出相应的解决措施。14.综合题（总共1题，每题20分）某化工生产过程中需要将一种热敏性液体物料进行干燥处理。已知该物料含水量为20%（质量分数），干燥后要求含水量降至5%（质量分数）。干燥介质为空气，初始温度为20℃，湿度为0.005kg/kg绝干气。干燥过程在常压下进行，干燥设备为流化床干燥器。试设计该干燥过程的工艺流程，并计算所需的空气用量及干燥时间。15.论述题（总共1题，每题20分）论述化工原理在化工生产中的重要性，并举例说明化工原理的应用如何影响化工产品的质量和生产效率。答案：1.B2.A3.C4.B5.D6.A7.C8.C9.A10.C11.（1）精馏塔工作原理：利用混合液中各组分挥发度不同，多次进行部分汽化与部分冷凝，使气相中轻组分不断增浓，液相中重组分不断增浓，从而实现分离。主要影响因素：回流比、进料热状况、塔板效率、塔的结构等。（2）气液平衡关系决定了吸收过程的极限。当气相中溶质分压高于与液相组成平衡的分压时，吸收才能进行。平衡关系影响传质推动力，若平衡关系偏离理想状态，传质推动力改变，进而影响吸收效果，如平衡线斜率变化会影响吸收剂用量等。12.（1）由精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075可得R/(R+1)=0.75，解得R=3；L=RD=3×0.95×100=285kmol/h；由提馏段操作线方程y=1.25x-0.020及物料衡算F=D+W，xF=0.5，xD=0.95，xW=0.05，可解得W=50kmol/h，V'=L+(q-1)F=1.25W-0.020×100，q=1.2。（2）y1=yF=0.05，η=95%，则y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025，由y=2x可得x2=0.00125，L=V(y1-y2)/(x1-x2)，V=V(y1-y2)/m，V=1000/22.4×(1-0.05)=42.41kmol/h，解得L=1793.6kmol/h。13.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；塔板效率降低；再沸器加热量不足，提馏段分离效果变差。解决措施：增大回流比；检查进料组成，调整操作；检查塔板，进行清洗或维修；增加再沸器加热量。14.工艺流程：空气经预热器加热后进入流化床干燥器与物料接触，物料在干燥器内流化状态下被干燥，干燥后的物料排出，废气经旋风分离器等分离设备后排出。空气用量计算：由物料衡算可得。干燥时间计算：根据干燥速率公式及相关参数计算。具体计算过程略。15.化工原理在化工生产中至关重要。它为化工工艺设计提供理