2025年大二化学工程基础期末考试复习指南试卷

2025年大二化学工程基础期末考试复习指南试卷考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在化学工程中，描述流体流动特性的无量纲数群是（）A.雷诺数B.马赫数C.费诺数D.韦伯数2.离心泵的扬程主要取决于（）A.液体密度B.叶轮转速C.管道长度D.液体粘度3.以下哪种分离方法适用于液-液混合物的高效分离？（）A.蒸馏B.吸附C.萃取D.过滤4.在反应工程中，描述反应器性能的关键参数是（）A.反应速率常数B.容积停留时间C.反应热效应D.催化剂活性5.传质过程中，描述物质传递速率的无量纲准数是（）A.雷诺数B.施密特数C.努塞尔数D.弗劳德数6.在精馏塔设计中，影响分离效率的关键因素是（）A.塔板数B.塔径C.操作压力D.进料热状态7.以下哪种设备主要用于气体的压缩和输送？（）A.泵B.压缩机C.风机D.过滤器8.在多级闪蒸过程中，提高分离效率的主要方法是（）A.增加级数B.降低操作温度C.增大传热面积D.提高进料浓度9.化学反应动力学中，描述反应级数的物理意义是（）A.反应速率对反应物浓度的敏感度B.反应活化能的大小C.反应平衡常数D.催化剂用量10.在混合过程中，描述搅拌效果的无量纲准数是（）A.雷诺数B.搅拌功率准数C.韦伯数D.弗劳德数二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.流体在管道中流动时，层流和湍流的判别准数是______。2.离心泵的扬程与流量的关系曲线称为______曲线。3.蒸馏过程中，气相和液相达到平衡时的温度称为______。4.反应工程中，描述反应器效率的无量纲参数是______。5.传质过程中，菲克定律描述了______的传递规律。6.精馏塔中，影响分离效率的关键因素之一是______。7.压缩机在压缩气体时，主要克服气体的______。8.多级闪蒸过程中，降低操作压力可以______分离效率。9.化学反应动力学中，一级反应的积分速率方程为______。10.搅拌过程中，描述搅拌效果的准数是______。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.雷诺数越大，流体流动越接近层流。（×）2.离心泵的扬程与流量成正比关系。（×）3.萃取是利用物质在两种溶剂中溶解度的差异进行分离的方法。（√）4.反应器体积停留时间越长，反应转化率越高。（√）5.施密特数描述了传质过程中的扩散阻力。（√）6.精馏塔的塔板数越多，分离效率越高。（√）7.风机主要用于气体的压缩和输送。（√）8.多级闪蒸过程中，提高操作温度可以提高分离效率。（×）9.化学反应动力学中，零级反应的速率与反应物浓度无关。（√）10.搅拌功率准数描述了搅拌效果的无量纲参数。（√）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述流体流动的基本类型及其判别条件。答案要点：流体流动分为层流和湍流。层流时，流体沿平行流线流动，质点无横向运动；湍流时，流体质点做随机运动，存在脉动。判别条件为雷诺数，Re<2000为层流，Re>4000为湍流。2.解释精馏塔的基本工作原理及其关键设计参数。答案要点：精馏塔通过多次部分汽化和部分冷凝，实现混合物分离。关键设计参数包括塔板数、塔径、操作压力和进料热状态。3.简述化学反应动力学中反应级数的物理意义及其测定方法。答案要点：反应级数描述反应速率对反应物浓度的敏感度。测定方法包括初始速率法、积分速率法和半衰期法。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某工厂使用离心泵输送密度为1200kg/m³的液体，泵的转速为1500rpm，流量为60m³/h，扬程为50m。假设液体粘度为0.001Pa·s，管道直径为0.1m。试计算该离心泵的雷诺数，并判断流动类型。解题思路：-流速计算：Q=60m³/h=16.67m³/h=0.0046m³/sv=Q/(πD²/4)=0.0046/(π(0.1)²/4)=0.58m/s-雷诺数计算：Re=(ρvd)/μ=(1200×0.58×0.1)/0.001=69600-判断流动类型：Re>4000，为湍流。2.某精馏塔处理乙醇-水混合物，进料流量为100kg/h，乙醇组成为0.4（摩尔分数），操作压力为1atm。假设塔顶采用全凝器，塔底采用再沸器，塔板数为10块。试计算塔顶和塔底的组成，并说明影响分离效率的因素。解题思路：-塔顶组成：假设塔顶为纯乙醇，x_D=1-塔底组成：假设塔底为纯水，x_W=0-影响因素：塔板数、操作压力、进料热状态、回流比等。【标准答案及解析】一、单选题1.A雷诺数是描述流体流动特性的无量纲数群。2.B离心泵的扬程主要取决于叶轮转速。3.C萃取适用于液-液混合物的分离。4.B容积停留时间是反应器性能的关键参数。5.B施密特数描述传质过程中的扩散阻力。6.A塔板数是影响分离效率的关键因素。7.B压缩机主要用于气体的压缩和输送。8.A增加级数可以提高多级闪蒸的分离效率。9.A反应级数描述反应速率对反应物浓度的敏感度。10.B搅拌功率准数描述搅拌效果。二、填空题1.雷诺数2.扬程-流量3.沸点4.转化率5.质量浓度6.回流比7.熵增8.提高9.kC10.搅拌功率准数三、判断题1.×雷诺数越大，流体流动越接近湍流。2.×离心泵的扬程与流量成反比关系。3.√萃取利用物质在两种溶剂中溶解度的差异。4.√体积停留时间越长，反应转化率越高。5.√施密特数描述传质过程中的扩散阻力。6.√塔板数越多，分离效率越高。7.√风机主要用于气体的压缩和输送。8.×提高操作温度会降低多级闪蒸的分离效率。9.√零级反应的速率与反应物浓度无关。10.√搅拌功率准数描述搅拌效果。四、简答题1.答案要点：流体流动分为层流和湍流。层流时，流体沿平行流线流动，质点无横向运动；湍流时，流体质点做随机运动，存在脉动。判别条件为雷诺数，Re<2000为层流，Re>4000为湍流。2.答案要点：精馏塔通过多次部分汽化和部分冷凝，实现混合物分离。关键设计参数包括塔板数、塔径、操作压力和进料热状态。3.答案要点：反应级数描述反应速率对反应物浓度的敏感度。测定方法包括初始速率法、积分速率法和半衰期法。五、应用题1.解题思路：-流速计算：Q=60m³/h=16.67m³/h=0.0046m³/sv=Q/(πD²/4)=0.0046/(π(0.1)²/4)=0.58m/s