2025年大学化学工程与工艺（化工传递过程）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工传递过程）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）（总共20题，每题2分，每题只有一个选项符合题意）1.化工传递过程中，质量传递的基本方式不包括以下哪种？A.分子扩散B.对流扩散C.湍流扩散D.热传导2.关于菲克定律，下列说法错误的是？A.描述了分子扩散通量与浓度梯度的关系B.适用于稳态扩散过程C.扩散系数与温度无关D.通量方向与浓度梯度方向相反3.对流传质系数的影响因素不包括？A.流体的流速B.流体的物性C.传质表面的形状和尺寸D.化学反应速率4.在双膜理论中，气液两相间的传质阻力主要集中在？A.气相主体B.液相主体C.气膜和液膜D.相界面5.对于精馏塔中的精馏过程，以下说法正确的是？A.轻组分在液相中浓度高于气相B.重组分在气相中浓度高于液相C.精馏是利用组分挥发度差异进行分离D.回流比越大，分离效果越差6.吸收过程中，吸收剂的选择不考虑以下因素？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7.以下哪种设备不属于气液传质设备？A.板式塔B.填料塔C.管式反应器D.鼓泡塔8.关于传热过程，下列说法正确的是？A.热传导只发生在固体中B.对流换热是流体与固体表面间的传热C.辐射传热不需要介质D.以上都对9.导热系数与以下哪个因素无关？A.物质种类B.温度C.压力D.湿度10.对流传热系数的关联式中，不包含以下哪个准数？A.努塞尔特准数B.雷诺准数C.普朗特准数D.阿伏伽德罗常数11.辐射传热的基本定律是？A.傅里叶定律B.牛顿冷却定律C.斯蒂芬-玻尔兹曼定律D.菲克定律12.对于无相变的流体在圆形直管内的强制湍流，对流传热系数与流速的几次方成正比？A.0.5B.0.8C.1D.1.813.在化工传递过程中，动量传递的主要表现形式是？A.流体的流动B.分子的振动C.热量的传递D.质量的交换14.流体在圆形直管内流动时，层流内层的厚度随流速的增大而？A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小15.雷诺数反映了流体流动的？A.惯性力与粘性力之比B.惯性力与重力之比C.粘性力与重力之比D.压力与粘性力之比16.关于流体的粘性，下列说法错误的是？A.粘性是流体抵抗流动的能力B.粘性随温度升高而增大C.粘性与流体的种类有关D.粘性系数是表示粘性大小的物理量17.以下哪种流体属于牛顿流体？A.泥浆B.血液C.水D.油漆18.在化工生产中，为了强化传热，可采取以下措施，除了？A.增大传热面积B.提高传热系数C.降低冷热流体的温差D.增加流体的流速19.对于稳态的质量传递过程，以下说法正确的是？A.各处的质量通量不随时间变化B.浓度分布不随位置变化C.传质速率为零D.只有分子扩散存在20.化工传递过程中，传质方向取决于？A.温度差B.浓度差C.压力差D.流速差第II卷（非选择题共60分）（总共5题，每题12分）21.简述分子扩散的基本原理，并说明菲克定律的表达式及各参数的含义。22.请详细阐述双膜理论的要点，并举例说明其在吸收过程中的应用。23.对于精馏塔，分析进料热状态对精馏操作的影响，并说明如何根据进料情况选择合适的精馏塔操作参数。24.材料：在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质A。已知混合气中溶质A的初始浓度为0.05（摩尔分数），吸收率为95%，操作液气比为1.5，平衡关系为y=2x。求：（1）塔底排出液中溶质A的浓度；（2）塔顶气相出口浓度。25.材料：有一圆形直管，内径为50mm，流体以平均流速0.5m/s在管内流动。已知流体的密度为1000kg/m³，粘度为0.001Pa·s，求：（1）流体的雷诺数；（2）判断流体的流动形态；（3）若要使流体进入湍流，流速至少应提高到多少？答案：1.D2.C3.D4.C5.C6.D7.C8.D9.D10.D11.C12.D13.A14.B15.A16.B17.C18.C19.A20.B21.分子扩散是由于分子的无规则热运动引起的物质传递现象。菲克定律表达式为J=-D(dc/dz)，其中J为扩散通量，单位时间内通过单位面积的物质量；D为扩散系数，反映分子扩散能力；dc/dz为浓度梯度，表示浓度随位置的变化率。负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。22.双膜理论要点：气液两相间存在稳定的相界面，界面两侧分别存在停滞的气膜和液膜，传质阻力集中在这两层膜内；气液两相主体内充分湍动，浓度均匀；相界面上气液达到平衡。在吸收过程中，如用氨水吸收二氧化碳，根据双膜理论，二氧化碳从气相主体通过气膜扩散到相界面，再通过液膜扩散到液相主体被氨水吸收。23.进料热状态影响精馏塔的能耗、塔内气液相流量等。冷进料使提馏段负荷增大；饱和液体进料提馏段气液相负荷适中；气液混合物进料使精馏段和提馏段气液相负荷都增加；饱和蒸汽进料使精馏段负荷增大；过热蒸汽进料影响更复杂。根据进料热状态确定合适的回流比、塔板数等操作参数，如冷进料可能需较大回流比。24.（1）吸收率η=(y1-y2)/y1=95%，y1=0.05，则y2=0.05×(1-95%)=0.0025。由操作液气比L/V=1.5及平衡关系y=2x，在塔底x2=0。根据物料衡算L(x1-x2)=V(y1-y2)，可得x1=V(y1-y2)/L=(y1-y2)/1.5=(0.05-0.0025)/1.5=0.0317。（2）塔顶气相出口浓度y2=0.0025。25.（1）雷诺数Re=duρ/μ，d=0.05m，u=0.5m/s，ρ=1000kg/m³，μ=0.001Pa·s，Re=0.05×0.5×1000