2026年蒸馏与萃取测试题及答案

2026年蒸馏与萃取测试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在常压下，苯—甲苯理想溶液进行简单蒸馏，当馏出物组成xD=0.90时，与之相平衡的釜液组成xW最接近A0.80B0.75C0.70D0.652.连续精馏塔中，若回流比R降至最小回流比Rmin以下，则A塔顶产品纯度提高B塔釜产品纯度提高C塔内出现“干板”D塔内出现夹点并需无限塔板3.恒沸精馏中加入的恒沸剂应满足A与原组分互溶度大B形成最低恒沸物C显著改变相对挥发度D沸点远高于原组分4.萃取操作中，选择性系数β=1意味着A溶剂不溶解溶质B溶剂与原溶剂互溶度为零C分配系数K=1D无法用该溶剂实现分离5.液—液萃取中，若增加溶剂比S/F，则理论级数NT将A增加B减少C不变D先减后增6.在双溶剂萃取中，若萃取剂与萃余相的互溶度突然增大，则A操作线斜率增大B平衡线靠近对角线C理论级数减少D产品纯度提高7.水蒸气蒸馏适用于分离A热敏性高沸物B低沸恒沸物C强极性物系D高熔点固体8.分子蒸馏的分离因子主要受控于A蒸发温度B冷凝面温度C蒸发面与冷凝面间距D进料速率9.在萃取塔中，若分散相液滴平均直径减小，则A传质系数kC降低B塔径增大C轴向返混加剧D相界面积增大10.对于部分互溶三元体系，若连接线斜率随温度升高而变陡，则A分配系数增大B溶解度曲线收缩C两相区扩大D萃取选择性提高二、填空题（每题2分，共20分）11.理想二元精馏中，相对挥发度α=2.45，当x=0.5时，与之平衡的汽相组成y=________。12.在连续精馏塔中，若进料热状态q=0.6，则每kmol进料带入的液相量为________kmol。13.恒沸精馏分离乙醇—水时，常用________作恒沸剂。14.液—液萃取中，若溶质在两相的摩尔分数比为4.2，则分配系数K=________。15.分子蒸馏的操作压力通常低于________Pa。16.在萃取塔设计中，若HTU=0.35m，NTU=6.2，则所需有效塔高为________m。17.水蒸气蒸馏中，若有机相与水相不互溶，则馏出物中两组分分压之比等于其________之比。18.双溶剂萃取中，若萃取相与萃余相的密度差减小，则宜采用________型萃取设备。19.对于最低恒沸物，其恒沸温度________任一纯组分沸点。20.在超临界萃取中，若CO₂密度由0.2gcm⁻³升至0.8gcm⁻³，则溶质溶解度通常呈________趋势。三、判断题（每题2分，共20分，正确打“√”，错误打“×”）21.精馏塔的再沸器热负荷与回流比无关。22.恒沸剂的加入量越多，恒沸精馏能耗越低。23.萃取选择性系数β>1是液—液萃取能够实现的必要条件。24.分子蒸馏可在远低于常压沸点的温度下分离热敏物。25.水蒸气蒸馏时，水相蒸气压不受有机物存在影响。26.在部分互溶体系中，若温度升高，两相区面积一定缩小。27.超临界流体的黏度接近液体，扩散系数接近气体。28.对于理想溶液，相对挥发度α随温度升高而减小。29.萃取塔中，分散相的选择对传质速率无影响。30.双溶剂萃取中，若两溶剂互溶度极低，则操作线斜率趋近于零。四、简答题（每题5分，共20分）31.简述恒沸精馏与萃取精馏在流程配置上的主要区别。32.说明分子蒸馏中“蒸发面—冷凝面短距”对分离效率的影响机理。33.写出液—液萃取中理论级数的Kremser方程，并指出各符号含义。34.比较水蒸气蒸馏与减压蒸馏在热敏物分离中的优缺点。五、讨论题（每题5分，共20分）35.某厂拟用连续精馏分离苯—甲苯，要求xD≥0.99、xW≤0.02，但塔顶冷凝器冷却水温度升高导致全凝器出口温度上升，讨论可采取的工程措施并评估其对能耗的影响。36.在从发酵液中提取抗生素时，分别采用溶媒萃取与超临界CO₂萃取，试从产物稳定性、溶剂残留、能耗及放大可行性四方面进行综合比较。37.某三元体系在30℃下出现“双结点—双溶”现象，讨论温度升高至50℃时对萃取操作线斜率、理论级数及最小溶剂比的影响趋势，并给出理由。38.针对海上平台空间受限、摇摆环境的特点，讨论蒸馏与萃取两种分离方式在设备选型、操作弹性及安全性方面的适应性，并提出优先推荐方案。答案与解析一、单项选择题1C2D3C4D5B6B7A8C9D10D二、填空题110.710120.613苯或环己烷144.2151162.1717饱和蒸气压18离心萃取器19低于20指数上升三、判断题21×22×23√24√25√26×27√28√29×30×四、简答题31恒沸精馏需额外恒沸剂回收塔，形成双塔耦合，且恒沸剂与某一产物形成最低恒沸物由塔顶带出；萃取精馏仅单塔，溶剂由塔上部连续加入，塔底设溶剂回收塔，流程相对简单。32短距使分子平均自由程大于蒸发面—冷凝面距离，减少汽相扩散阻力，降低重组分返蒸发概率，提高分离因子，同时抑制热分解。33Kremser方程：N=ln[(X0−Xn)/(Xn−Xn)]/ln(1/A)，其中N为理论级数，X0、Xn分别为进料与出料萃余相组成，Xn为与萃取相平衡的萃余相组成，A=KS/F为萃取因子，K为分配系数，S/F为溶剂比。34水蒸气蒸馏借助水降低有机物沸点，设备简单但需后续脱水，能耗高；减压蒸馏通过降低压力降低沸点，真空系统复杂，能耗较低，无额外溶剂，但高真空泄漏风险大。五、讨论题35可采取提高操作压力、增设分凝器、采用热泵或增加塔板数等措施；提高压力使冷凝温度上升，冷却水可用，但再沸器温度随之升高，蒸汽耗量增加约8%—12%；热泵可回收顶蒸汽潜热，能耗增幅可降至3%以内。36溶媒萃取速度快、设备成熟，但溶剂残留高，需脱溶，热敏物易降解；超临界CO₂无残留，低温操作保持活性，但高压设备昂贵，能耗集中在压缩功，放大后CO₂循环量巨大，适合高附加值产品。37温度升高使互溶度增大，两相区缩小，平衡线靠近对角线，操作线斜率减小