2026年大学大二（化学工程与工艺）化工分离工程阶段测试试题及答案

2025年大学大二（化学工程与工艺）化工分离工程阶段测试试题及答案

（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，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效)1.以下哪种分离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.对于二元理想溶液的气液平衡体系，当液相组成x=0.5时，与之平衡的气相组成y（）。A.大于0.5B.小于0.5C.等于0.5D.无法确定3.在精馏塔中，进料板以上的塔段称为（）。A.精馏段B.提馏段C.进料段D.回流段4.吸收操作中，吸收剂的选择应考虑多个因素，其中不包括（）。A.对溶质的溶解度大B.挥发性小C.粘度大D.化学稳定性好5.萃取操作中，分配系数K值越大，说明溶质在萃取相中的浓度（）。A.越高B.越低C.不变D.与在萃余相中的浓度关系不确定6.以下关于吸附分离的说法，错误的是（）。A.吸附剂具有选择性吸附作用B.吸附过程是可逆的C.吸附质在吸附剂上的吸附量与温度无关D.可用于气体分离和液体分离7.对于恒沸精馏，加入的第三组分应与原溶液中的（）形成恒沸物。A.轻组分B.重组分C.至少一个组分D.所有组分8.在板式塔中，气液两相进行传质的主要场所是（）。A.塔板B.降液管C.溢流堰D.受液盘9.以下哪种情况会使精馏塔的塔板效率降低？（）A.气液接触良好B.塔板间距适当C.塔内气速过高D.液体流量稳定10.吸收塔的操作线方程表示的是（）之间的关系。A.气液相组成B.气液流量C.气液温度D.气液压力11.萃取剂的选择性系数β越大，说明萃取效果（）。A.越好B.越差C.不变D.与选择性无关12.以下关于膜分离的说法，正确的是（）。A.只能分离气体B.只能分离液体C.分离过程中无相变D.分离效率低13.在连续精馏操作中，若进料热状况参数q=1，则进料为（）。A.饱和液体B.饱和蒸汽C.气液混合物D.过冷液体14.吸收操作中，若要提高溶质的吸收率，可采取的措施是（）。A.降低温度B.提高温度C.减少吸收剂用量D.增加惰性气体流量15.对于萃取精馏，加入的萃取剂应具有（）的特点。A.沸点高B.沸点低C.挥发性与原溶液组分相近D.与原溶液组分形成共沸物16.在填料塔中，填料的作用是（）。A.增加气液接触面积B.提高塔的强度C.降低塔的阻力D.减少液体停留时间17.精馏塔的塔顶温度一般比塔底温度（）。A.高B.低C.相同D.不确定18.吸收操作中，吸收塔的高度主要取决于（）。A.气液流量B.吸收剂性质C.分离要求D.塔的直径19.以下哪种分离方法属于速率分离过程？（）A.离心分离B.结晶分离C.电渗析D.沉降分离20.在化工分离过程中，以下哪种说法是错误的？（）A.分离过程的目的是获得高纯度的产品B.分离过程需要消耗能量C.分离过程对设备要求不高D.不同的分离方法适用于不同的体系第II卷（非选择题共60分）填空题（共10分）(总共5空，每空2分)请在横线上填写正确答案。1.精馏塔的回流比是指______与______之比。2.吸收操作中，亨利定律表达式为______。3.萃取操作中，溶质在萃取相和萃余相中的分配系数K=______。4.吸附分离中，常用的吸附剂有______（写出一种即可）。5.膜分离过程中，根据膜的孔径大小可分为______、______和______等不同类型。简答题（共20分）(总共4题，每题5分)简要回答下列问题。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.萃取操作的优点有哪些？4.简述吸附分离的基本过程。计算题（共20分）(总共2题，每题10分)计算过程要有详细步骤。1.某二元理想溶液在连续精馏塔中进行分离，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。回流比R=3，试求塔顶馏出液量D、塔底釜液量W以及精馏段操作线方程。2.在一逆流吸收塔中用清水吸收混合气中的溶质A，已知进塔混合气中溶质A的摩尔分数y1=0.05，操作条件下的平衡关系为y=2x，气相总传质单元高度HOG=1.2m，要求溶质A的吸收率η=90%，试求所需的填料层高度。根据材料回答问题（共10分）(总共2题，每题5分)阅读以下材料，回答问题。材料：在某化工分离过程中，采用了精馏塔对二元混合溶液进行分离。在操作过程中，发现塔顶温度逐渐升高，塔底产品纯度下降。经过分析，发现是由于进料流量突然增大，导致塔内气液负荷增加。1.进料流量增大为何会导致塔顶温度升高和塔底产品纯度下降？2.针对这种情况，可采取哪些措施来恢复塔的正常操作？综合分析题（共10分）(总共1题，每题10分)结合所学知识，分析比较精馏、吸收、萃取三种分离方法的异同点，并举例说明它们在化工生产中的应用。答案：1.C2.A3.A4.C5.A6.C7.C8.A9.C10.A11.A12.C13.A14.A15.A16.A17.B18.C19.C20.C填空题答案：1.回流量；塔顶馏出液量2.p=Ex3.萃取相中溶质的浓度/萃余相中溶质的浓度4.活性炭5.微滤；超滤；纳滤简答题答案：1.精馏塔利用混合物中各组分挥发度不同，在塔内进行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，从而实现混合物的分离。2.影响吸收速率的因素有：气液两相的接触面积、气液两相的浓度差、温度、压力、吸收剂的性质及流速等。3.萃取操作的优点有：可分离沸点相近且相对挥发度接近1的混合物；能分离热敏性物质；可在常温下操作，能耗低等。4.吸附分离基本过程：含吸附质的流体与吸附剂接触，吸附质被吸附在吸附剂表面，流体中未被吸附的部分流出吸附器，然后通过再生方法使吸附质从吸附剂上解吸下来，吸附剂得以再生循环使用。计算题答案：1.由物料衡算：F=D+W，FxF=DxD+WxW，可得D=50kmol/h，W=50kmol/h。精馏段操作线方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)，将R=3，xD=0.95代入得y=3/4x+0.95/4。2.y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.9)=0.005，x2=0，Δym=[(y1-y1)-(y2-y2)]/ln[(y1-y1)/(y2-y2)]，y1=2x1=0，y2=2x2=0，Δym=0.025。NOG=(y1-y2)/Δym=1.8。填料层高度H=HOG×NOG=1.2×1.8=2.16m。根据材料回答问题答案：1.进料流量增大，塔内气液负荷增加，气液接触时间缩短，传质不完全，导致塔顶轻组分含量降低，温度升高；塔底气相轻组分含量增加，重组分纯度下降。2.可适当降低进