2025年高職應(yīng)用化工（化工分離技術(shù)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題的備選答案中，只有一個(gè)最符合題意）1.以下哪種分離方法不屬于化工分離技術(shù)中的機(jī)械分離方法？A.過(guò)濾B.沉降C.萃取D.離心分離2.在精餾操作中，回流比增大，塔頂產(chǎn)品純度會(huì)：A.降低B.不變C.提高D.先提高后降低3.對(duì)于恒沸精餾，加入的夾帶劑應(yīng)與原溶液中的組分形成：A.非均相恒沸物B.均相恒沸物C.不形成恒沸物D.任意恒沸物4.吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)考慮其對(duì)溶質(zhì)的：A.溶解度大B.溶解度小C.揮發(fā)性大D.腐蝕性強(qiáng)5.以下哪種吸附劑常用于氣體分離中的變壓吸附過(guò)程？A.硅膠B.活性炭C.分子篩D.活性氧化鋁6.在液-液萃取中，分配系數(shù)K的表達(dá)式為：A.K=溶質(zhì)在萃取相中的濃度/溶質(zhì)在萃余相中的濃度B.K=溶質(zhì)在萃余相中的濃度/溶質(zhì)在萃取相中的濃度C.K=溶質(zhì)在萃取相中的濃度/溶質(zhì)在原料液中的濃度D.K=溶質(zhì)在原料液中的濃度/溶質(zhì)在萃取相中的濃度7.膜分離過(guò)程中，超濾主要用于分離：A.小分子物質(zhì)B.大分子物質(zhì)和膠體C.離子D.氣體8.對(duì)于連續(xù)精餾塔，進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1表示：A.冷液進(jìn)料B.飽和液體進(jìn)料C.氣液混合物進(jìn)料D.飽和蒸汽進(jìn)料9.在干燥過(guò)程中，物料表面溫度達(dá)到空氣的濕球溫度時(shí)，表明：A.物料表面的水分汽化速率最大B.物料內(nèi)部水分開(kāi)始汽化C.物料表面的水分汽化速率與水分補(bǔ)充速率相等D.干燥過(guò)程結(jié)束10.以下哪種塔板效率最高？A.泡罩塔板B.篩板塔板C.浮閥塔板D.舌形塔板二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題的備選答案中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上符合題意，錯(cuò)選或多選均不得分；少選，但選擇正確的每個(gè)選項(xiàng)得1分）1.化工分離技術(shù)中，常見(jiàn)的傳質(zhì)分離方法有：A.精餾B.吸收C.萃取D.吸附E.離子交換2.在精餾塔設(shè)計(jì)中，影響塔板效率的因素有：A.氣液接觸狀態(tài)B.塔板結(jié)構(gòu)C.物料性質(zhì)D.操作條件E.塔的高度3.吸收操作中，提高吸收速率的措施有：A.增加吸收劑用量B.降低溫度C.提高壓力D.增加氣體流速E.選擇合適的吸收劑4.以下屬于變溫吸附特點(diǎn)的是：A.吸附容量隨溫度升高而降低B.吸附選擇性好C.可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作D.再生能耗低E.適用于處理高濃度氣體5.在液-液萃取中，影響分配系數(shù)的因素有：A.溫度B.壓力C.溶質(zhì)性質(zhì)D.溶劑性質(zhì)E.兩相體積比三、填空題（總共10題，每題2分）1.化工分離技術(shù)的核心是實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的______。2.精餾塔的回流比是指______與______之比。3.吸收操作中，亨利定律表達(dá)式為_(kāi)_____。4.吸附等溫線常見(jiàn)的類(lèi)型有______、______和______。5.膜分離過(guò)程中，反滲透主要用于分離______。6.在萃取操作中，選擇萃取劑時(shí)應(yīng)考慮的主要因素有______、______、______等。7.干燥過(guò)程中，物料中所含水分可分為_(kāi)_____和______。8.精餾塔的理論塔板數(shù)可通過(guò)______和______等方法計(jì)算。9.對(duì)于氣體吸收，當(dāng)氣體流速增加時(shí)，氣膜傳質(zhì)系數(shù)______，液膜傳質(zhì)系數(shù)______。10.離子交換樹(shù)脂由______、______和______三部分組成。四、簡(jiǎn)答題（總共2題，每題15分）1.簡(jiǎn)述精餾操作的原理及影響精餾塔性能的主要因素。2.某化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生含有HCl的廢氣，現(xiàn)采用吸收法進(jìn)行處理。已知廢氣流量為500m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），HCl濃度為5%（體積分?jǐn)?shù)），吸收劑為水，吸收塔操作壓力為常壓，溫度為25℃。亨利系數(shù)E=1.66×10?Pa。試計(jì)算：（1）吸收過(guò)程的相平衡常數(shù)m；（2）若要求HCl的吸收率為95%，計(jì)算所需的吸收劑用量。五、綜合分析題（總共1題，20分）某工廠采用連續(xù)精餾塔分離苯-甲苯混合液。原料液流量為100kmol/h，其中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1.2。塔頂餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.95，塔底釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05?；亓鞅萊=3。已知苯-甲苯體系的相對(duì)揮發(fā)度α=2.46。試求：（1）精餾段操作線方程；（2）提餾段操作線方程；（3）塔頂和塔底的產(chǎn)品流量。答案：一、1.C2.C3.B4.A5.C6.A7.B8.B9.C10.C二、1.ABCDE2.ABCD3.ABCE4.AC5.ACD三、1.分離2.回流量；塔頂產(chǎn)品量3.p=Ex4.亨利型；朗繆爾型；弗羅因德利希型5.小分子溶質(zhì)和溶劑6.選擇性；溶解性；化學(xué)穩(wěn)定性7.結(jié)合水；非結(jié)合水8.逐板計(jì)算法；圖解法9.增大；基本不變10.骨架；活性基團(tuán)；可交換離子四、1.精餾操作原理：利用混合液中各組分揮發(fā)度不同，多次進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使氣相中的輕組分不斷增濃，液相中的重組分不斷增濃，從而實(shí)現(xiàn)分離。影響精餾塔性能的主要因素有：回流比、進(jìn)料熱狀況、塔板效率、塔的高度、塔徑、操作壓力、溫度等?；亓鞅扔绊懢s塔的分離效果和能耗；進(jìn)料熱狀況影響精餾塔的操作線方程和塔板數(shù)；塔板效率決定了實(shí)際塔板數(shù)與理論塔板數(shù)的差距；塔的高度和塔徑影響精餾塔的處理能力和分離效果；操作壓力和溫度影響組分的揮發(fā)度和相平衡關(guān)系。2.（1）相平衡常數(shù)m=E/p=1.66×10?/1.013×10?=1.64。（2）惰性氣體流量V=500×(1-0.05)=475m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），換算為摩爾流量nV=475/22.4=21.2mol/h。吸收率η=0.95，y1=0.05，y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025。根據(jù)物料衡算：nV(y1-y2)=L(x1-x2)，x1=0，x2可忽略不計(jì)，所以吸收劑用量L=nV(y1-y2)/x1=21.2×(0.05-0.0025)/0=∞（實(shí)際需考慮吸收劑出口濃度等因素，這里簡(jiǎn)化計(jì)算得理論值無(wú)窮大，實(shí)際應(yīng)通過(guò)更精確計(jì)算確定）。五、（1）精餾段操作線方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)，R=3，xD=0.95，所以y=3/(3+1)x+0.95/(3+1)=0.75x+0.2375。（2）q=1.2，L'=L+qF=RD+qF，V'=V-(q-1)F，F(xiàn)=100kmol/h，xD=0.95，xW=0.05，xF=0.4。由物料衡算可得D=40kmol/h，W=60kmol/h。L=RD=3×40=120kmol/h，V=(R+1)D=4×40=160kmol/h。L'=120+1.2×100=240k