2025年大学化学工程与工艺（分离工程）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（分离工程）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）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填入括号内。(总共20题，每题2分)1.以下哪种分离过程属于平衡分离过程？（）A.离子交换色谱B.反渗透C.精馏D.超滤2.精馏塔中，进料板位置对精馏效果影响较大，若进料中轻组分含量增加，进料板位置应（）A.上移B.下移C.不变D.不确定3.在吸收操作中，吸收剂的选择原则不包括以下哪项？（）A.对溶质有较大的溶解度B.挥发性小C.腐蚀性小D.密度大4.以下关于萃取操作的说法，错误的是（）A.萃取剂与原溶剂互不相溶B.溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度C.萃取过程是物理过程D.萃取剂的沸点越低越好5.对于板式塔，下列哪种塔板效率最高？（）A.泡罩塔板B.筛板塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板6.干燥过程中，物料表面温度等于空气的（）A.干球温度B.湿球温度C.露点温度D.绝热饱和温度7.在恒沸精馏中，加入的恒沸剂应与原溶液中的（）形成恒沸物。A.轻组分B.重组分C.某一组分D.所有组分8.以下哪种分离方法适用于分离热敏性物质？（）A.精馏B.萃取精馏C.减压精馏D.共沸精馏9.吸附过程中，吸附质在吸附剂上的吸附量与下列哪个因素无关？（）A.吸附温度B.吸附压力C.吸附质浓度D.吸附剂颜色10.对于一个二元精馏塔，塔顶产品纯度要求提高，回流比应（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小11.在吸收塔中，若吸收剂用量增大，吸收推动力（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小12.萃取塔中，分散相的选择原则不包括（）A.流量大的相作为分散相B.黏度小的相作为分散相C.腐蚀性小的相作为分散相D.易润湿塔壁的相作为分散相13.以下关于蒸发操作的说法，正确的是（）A.蒸发是将溶液中的溶剂汽化并除去的过程B.蒸发过程中溶液的沸点不变C.蒸发操作只能在常压下进行D.蒸发设备不需要加热装置14.对于气体吸收过程，亨利定律适用于（）A.易溶气体B.难溶气体C.所有气体D.中等溶解度气体15.在精馏塔的操作中，若进料量突然增加，而塔顶产品质量不变，应采取的措施是（）A.增大回流比B.减小回流比C.增加塔釜加热量D.减少塔釜加热量16.吸附剂的再生方法不包括以下哪种？（）A.加热再生B.减压再生C.化学再生D.水洗再生17.以下哪种分离方法属于机械分离过程？（）A.吸收B.过滤C.精馏D.萃取18.在干燥过程中，空气的湿度增大，干燥速率（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小19.对于一个连续精馏塔，进料热状况参数q=1，表示（）A.饱和液体进料B.饱和蒸汽进料C.冷液进料D.过热蒸汽进料20.在萃取操作中，若萃取剂与原溶剂部分互溶，会出现（）A.一个萃取相B.两个萃取相C.三个萃取相D.四个萃取相第II卷（非选择题，共60分）21.填空题（每题2分，共10分）（1）精馏塔的全塔效率是指______与______之比。（2）吸收操作中，吸收质在气液两相中的平衡关系可用______表示。（3）萃取剂的选择性系数越大，表明萃取效果______。（4）干燥过程中，物料的临界含水量是指______。（5）吸附等温线有多种类型，常见的有______、______和______。22.简答题（每题5分，共20分）（1）简述精馏塔的工作原理。（2）说明选择吸收剂的主要依据。（3）简述萃取操作的工艺流程。（4）简述干燥过程中影响干燥速率的因素。23.计算题（每题10分，共20分）（1）某二元混合液，其中易挥发组分A的摩尔分数为0.4，泡点进料，在连续精馏塔中分离。要求塔顶产品中A的摩尔分数为0.9，塔釜产品中A的摩尔分数为0.1。已知相对挥发度α=2.5，回流比R=3。试求理论塔板数和进料板位置。（2）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A的初始浓度为0.05（摩尔分数），吸收剂用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的气液平衡关系为y=1.5x。试求出口气体中A的浓度。24.分析题（10分）某精馏塔在操作过程中，发现塔顶产品纯度下降，塔釜产品中轻组分含量增加。试分析可能的原因，并提出相应的解决措施。材料：在精馏塔的操作中，进料组成、进料流量、回流比、塔釜加热量、塔顶采出量等因素都会对精馏效果产生影响。25.设计题（10分）设计一个简单的萃取工艺流程，用于从含溶质A的水溶液中提取A，要求写出主要设备及操作步骤。材料：已知萃取剂B与水互不相溶，且溶质A在B中的溶解度远大于在水中的溶解度。答案：1.C2.A3.D4.D5.C6.B7.C8.C9.D10.A11.A12.D13.A14.B15.C16.D17.B18.B19.A20.B21.（1）实际塔板数、理论塔板数（2）亨利定律（3）越好（4）干燥速率开始下降时的含水量（5）亨利型、朗缪尔型、BET型22.（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）对溶质溶解度大、选择性好、挥发性小、腐蚀性小、粘度小、价廉易得等。（3）混合液与萃取剂在萃取塔中接触，溶质从原溶剂转移到萃取剂中，然后进行相分离得到萃取相和萃余相。（4）物料性质、干燥介质性质、干燥操作条件等。23.（1）理论塔板数10块，进料板位置第5块。（2）出口气体中A的浓度0.0125。24.可能原因：进料组成变化，轻组分增多；回流比减小；塔釜加热量不足；塔顶采出量