2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理阶段测试试题及答案

2025年大学大一（化学工程与工艺）化工原理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.化工原理主要研究的内容不包括以下哪一项（）A.流体流动B.化学反应动力学C.传热D.传质2.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失变为原来的（）倍。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/163.离心泵的扬程是指（）A.实际的升扬高度B.泵的吸上高度C.液体出泵和进泵的压差换算成的液柱高度D.单位重量液体通过泵获得的能量4.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.245，则该塔的回流比为（）A.3B.4C.5D.65.吸收操作中，吸收剂的选择原则不包括（）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.密度大6.下列哪种换热器的传热效率最高（）A.列管式换热器B.板式换热器C.套管式换热器D.螺旋板式换热器7.干燥过程中，湿空气的湿度不变，温度升高，则其相对湿度（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小8.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.任意组分D.难挥发组分9.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.6x+0.3，则塔顶产品组成xD为（）A.0.5B.0.6C.0.75D.0.810.某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求塔顶xD=0.9，则塔顶产品量D为（）kmol/h。A.60B.70C.80D.9011.流体在管道中流动时，层流内层的厚度随雷诺数的增大而（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小12.离心泵的效率随流量的变化规律是（）A.先增大后减小B.先减小后增大C.一直增大D.一直减小13.吸收操作中，若吸收剂用量增大，其他条件不变，则吸收推动力（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小14.传热过程中，热阻主要集中在（）A.热流体一侧B.冷流体一侧C.传热壁面D.不确定15.干燥过程中，物料的平衡水分与下列哪些因素有关（）A.物料的性质B.空气的状态C.干燥设备D.以上都是16.对于精馏塔，若进料热状况改变，其他条件不变，则精馏段操作线方程（）A.改变B.不变C.不确定D.与进料组成有关17.某气体混合物中含A、B两种气体，已知yA=0.4，p=101.3kPa，若A的亨利系数E=150kPa，则A在气相中的平衡分压pA为（）kPa。A.60.8B.40.52C.20.26D.10.1318.在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，传热管的壁温接近（）的温度。A.饱和蒸汽B.空气C.两者平均温度D.不确定19.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生（）现象。A.气缚B.气蚀C.流量减小D.扬程降低20.精馏塔的进料热状况参数q的物理意义是（）A.单位进料带入精馏塔的热量B.单位进料的汽化潜热C.单位进料变为饱和蒸汽所需的热量D.单位进料变为饱和液体所需的热量第II卷（非选择题共60分）二、填空题(总共10空，每空2分，共20分)把答案填在题中横线上。1.流体流动的连续性方程表达式为____________________。2.离心泵的主要性能参数有流量、扬程、功率、效率和__________。3.精馏塔的进料热状况有五种，分别是冷液进料、泡点进料、气液混合进料、饱和蒸汽进料和__________。4.吸收操作中，吸收塔的塔顶温度通常比塔底温度__________。5.传热的基本方式有热传导、对流和__________。6.干燥过程中，物料中的水分可分为自由水分和__________。7.某精馏塔的回流比R=3，塔顶产品组成xD=0.9，则精馏段操作线方程为y=__________。8.流体在圆形直管中作湍流流动时，摩擦系数λ与雷诺数Re和__________有关。9.吸收操作中，若吸收剂的温度升高，其他条件不变，则吸收系数Kya__________。10.对于恒压过滤，过滤速率与过滤面积的__________成正比。三、简答题(总共3题，每题10分，共30分)简要回答下列问题。1.简述离心泵的工作原理。2.说明精馏塔的精馏段和提馏段的作用。3.分析影响干燥速率的因素。四、计算题(总共1题，共10分)请写出详细的计算过程和答案。某连续精馏塔，进料量F=100kmol/h，进料组成xF=0.5，要求塔顶产品组成xD=0.9，塔底产品组成xW=0.1。已知回流比R=3，泡点进料。试求：（1）塔顶产品量D和塔底产品量W；（2）精馏段操作线方程。五、案例分析题(总共1题，共10分)阅读以下案例，回答问题。某化工厂在生产过程中，需要将一种含有溶质A的溶液进行浓缩。采用了精馏塔进行分离，进料流量为1000kg/h，进料中溶质A的质量分数为20%。经过精馏塔分离后，塔顶得到的产品中溶质A的质量分数为90%，塔底产品中溶质A的质量分数为5%。已知精馏塔的回流比为4，塔顶冷凝器的热负荷为500kW，塔底再沸器的热负荷为800kW。（1）计算塔顶产品量和塔底产品量；（2）分析该精馏塔在运行过程中可能存在的问题，并提出改进措施。答案：1.B2.D3.D4.A5.D6.B7.B8.A9.C10.C11.B12.A13.A14.C15.D16.A17.A18.A19.B20.D二、1.ρ1u1A1=ρ2u2A22.转速3.过热蒸汽进料4.低5.辐射6.平衡水分7.0.75x+0.2258.管壁粗糙度9.减小10.平方根三、1.离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力作用下，自叶轮中心被甩向外界并获得能量，使液体静压能和动能均增加，被输送到所需场所。2.精馏段的作用是将塔顶蒸汽部分冷凝后，其中的易挥发组分部分返回塔内作为回流液，与上升蒸汽逆流接触，使蒸汽中易挥发组分得到进一步提浓，从而得到高纯度的易挥发组分产品。提馏段的作用是将塔底液体部分汽化后，其中的难挥发组分部分汽化上升，与下降的回流液逆流接触，使液体中难挥发组分得到进一步浓缩，从而得到高纯度的难挥发组分产品。3.影响干燥速率因素有：物料性质，如物料的形状、大小、含水量等；干燥介质的状态，如温度、湿度、流速等；干燥设备的结构和操作条件，如传热面积、干燥时间等。四、（1）由物料衡算F=D+W，xF=(DxD+WxW)/(D+W)，可得100=D+W，0.5×100=0.9D+0.1W，解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）精馏段操作线方程y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=3/(3+1)x+0.9/(3+1)=0.75x+0.225。五、（1）设塔顶产品量为Dkg/h，塔底产品量为Wkg/h。由物料衡算F=D+W，F×0.2=D×0.9+W×0.05，100千克每小时=D+W，1000×0.2=0.9D