2025 年大学化学工程与工艺（化工原理）技能测试卷

2025年大学化学工程与工艺（化工原理）技能测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，这意味着（）A.回流比R=3B.塔顶馏出液组成xD=0.95C.精馏段下降液体流量L与上升蒸汽流量V之比为0.75D.以上都不对2.对于某二元理想物系，相对挥发度α=3，在泡点进料下，已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，则提馏段操作线方程为（）A.y=1.2x-0.016B.y=1.5x-0.05C.y=2x-0.08D.y=2.5x-0.3.某精馏塔的进料热状况参数q=1.2，则进料为（）A.冷液体B.饱和液体C.气液混合物D.过热蒸汽4.在吸收操作中，吸收剂的选择应考虑的因素不包括（）A.对溶质的溶解度大B.挥发性小C.粘度大D.不易腐蚀设备5.某吸收塔用清水吸收混合气中的溶质，当操作条件一定时，若进塔气体组成y1增大，而其他条件不变，则出塔气体组成y2（）A.增大B.减小C.不变D.不确定6.在萃取操作中，选择萃取剂的主要依据是（）A.萃取剂与原溶剂互不相溶B.萃取剂对溶质有较大的溶解能力C.萃取剂与溶质不发生化学反应D.以上都是7.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成yA=0.4，相应的露点为t2，则（）A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法确定8.对于精馏塔的全塔效率ET，下列说法正确的是（）A.ET越大，精馏塔的分离效果越好B.ET与塔板类型无关C.ET只与物系有关D.ET是一个常数9.在板式塔中，塔板效率反映了（）A.实际塔板上气液传质的效果B.理论塔板上气液传质的效果C.塔板上气液接触的面积大小D.塔板上气液流动的状态10.某精馏塔塔顶采用全凝器，已知塔顶蒸汽组成yD=0.95，回流比R=3，则精馏段下降液体组成x1为（）A.0.9B.0.925C.0.95D.0.975二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选均不得分）1.影响精馏塔塔板效率的因素有（）A.物系性质B.塔板结构C.操作条件D.进料组成2.在吸收操作中，下列哪些措施可以提高吸收效率（）A.增加吸收剂用量B.降低吸收温度C.提高吸收压力D.增加吸收塔的塔板数3.萃取操作中，萃取剂的选择原则包括（）A.与原溶剂互不相溶B.对溶质有较大的溶解能力C.与溶质不发生化学反应D.易于回收4.下列关于精馏塔进料热状况的说法正确的是（）A.q=0时，进料为过热蒸汽B.q=1时，进料为饱和液体C.q>1时，进料为冷液体D.q<0时，进料为气液混合物5.在板式塔中，常见的塔板类型有（）A.泡罩塔板B.筛孔塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打√，错误的打×）1.精馏塔的回流比越大，分离效果越好，因此回流比越大越好。（）2.吸收操作中，吸收剂的用量越多，吸收效果越好，且不会影响操作费用。（）3.在萃取操作中，分配系数kA越大，说明萃取剂对溶质A的萃取能力越强。（）4.精馏塔的全塔效率等于各块塔板效率之和。（）5.进料热状况参数q只影响精馏段操作线方程，不影响提馏段操作线方程。（）6.吸收塔的填料层高度与吸收剂用量无关。（）7.萃取塔中，连续相和分散相的选择对传质效果有影响。（）8.精馏塔的塔板间距越大，越有利于气液传质。（）9.在吸收操作中，若吸收剂为水，溶质在水中的溶解度随温度升高而增大。（）10.萃取剂的选择性系数β越大，说明萃取效果越好。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述精馏塔的工作原理，并说明精馏段和提馏段的作用。2.在吸收操作中，影响吸收速率的因素有哪些？如何提高吸收速率？3.简述萃取操作的基本原理，并说明萃取剂选择的原则。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）1.某连续精馏塔，进料量F=100kmol/h，进料组成xF=0.5，塔顶馏出液组成xD=0.95，塔釜残液组成xW=0.05，回流比R=3，泡点进料。试求：（1）塔顶馏出液量D和塔釜残液量W；（2）精馏段下降液体流量L和上升蒸汽流量V；（3）提馏段下降液体流量L'和上升蒸汽流量V'。2.某吸收塔用清水吸收混合气中的溶质，混合气流量为1000m³/h（标准状态），溶质含量为5%（体积分数），要求吸收率为95%。已知吸收塔在常压、20℃下操作，亨利系数E=1.5×10⁵Pa，吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求：（1）吸收剂用量L；（2）吸收塔的填料层高度（已知气相总传质单元高度HOG=1.2m）。答案：一、单项选择题1.B2.A3.A4.C5.A6.D7.B8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.√四、简答题1.精馏塔工作原理：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，使气相中的轻组分浓度不断提高，液相中的重组分浓度不断提高，从而实现分离。精馏段作用是将塔顶蒸汽部分冷凝后，气相中轻组分进一步浓缩，液相作为回流返回塔顶；提馏段作用是将塔釜液体部分汽化后，液相中重组分进一步浓缩，气相作为上升蒸汽进入精馏段。2.影响吸收速率因素：气液两相的浓度差、气液接触面积、吸收系数、温度、压力等。提高吸收速率方法：增加气液接触面积（如采用填料塔等）、提高吸收系数（选择合适吸收剂等）、降低温度、提高压力、增加吸收剂用量等。3.萃取操作原理：利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同，将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中。萃取剂选择原则：与原溶剂互不相溶、对溶质有较大溶解能力、与溶质不发生化学反应、易于回收、价格便宜等。五、计算题1.（1）由物料衡算F=D+W，FxF=DxD+WxW，可得：100=D+W100×0.5=D×0.95+W×0.05解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）L=RD=3×50=150kmol/h，V=(R+1)D=4×50=200kmol/h。（3）L'=L+qF=150+1×100=250kmol/h，V'=V-(1-q)F=200-0=200kmol/h。2.（1）y1=0.05，y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025x2=0，m=E/P=1.5×10⁵/1.013×10⁵=1.48(L/V)min=(y1-y2)/(y1/m-x2)=(0.05-0.0025)/(0.05/1.48-0)=1.4L=1.2×(L/V)min×V=1.2×1.4×1000/22.4=75kmol/h（2）Δym=[(y1-mx2)-(y2-mx2)]/ln[(y1-mx2)/(y2-mx