2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（化工原理應(yīng)用）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.在化工生產(chǎn)中，以下哪種過(guò)程不屬于質(zhì)量傳遞過(guò)程？（）A.精餾B.吸收C.攪拌混合D.萃取2.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)時(shí)，其平均流速是最大流速的（）倍。A.0.5B.0.8C.1D.23.離心泵的揚(yáng)程是指（）。A.泵的升揚(yáng)高度B.泵所提供的能量C.泵進(jìn)出口的壓力差D.泵的效率4.精餾塔中，進(jìn)料板以上的塔段稱(chēng)為（）。A.精餾段B.提餾段C.進(jìn)料段D.回流段5.吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，（）。A.回收率趨向最高B.吸收推動(dòng)力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟(jì)D.填料層高度趨向無(wú)窮大6.對(duì)于一定的濕空氣，以下參數(shù)中與空氣的狀態(tài)無(wú)關(guān)的是（）。A.濕度B.相對(duì)濕度C.比體積D.含濕量7.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，傳熱管的壁溫接近（）的溫度。A.蒸汽B.空氣C.蒸汽與空氣的平均溫度D.不確定8.以下哪種情況下，流體的流動(dòng)類(lèi)型容易轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?？（）A.管徑增大B.流速減小C.流體粘度增大D.Re數(shù)減小9.以下關(guān)于精餾塔的說(shuō)法，正確的是（）。A.進(jìn)料熱狀況對(duì)精餾塔的操作沒(méi)有影響B(tài).回流比越大，精餾效果越好，所以回流比越大越好C.精餾塔的理論塔板數(shù)與實(shí)際塔板數(shù)相等D.精餾塔的操作壓力對(duì)精餾效果有影響10.在干燥過(guò)程中，以下哪種干燥方法屬于對(duì)流干燥？（）A.冷凍干燥B.噴霧干燥C.真空干燥D.紅外線干燥11.以下關(guān)于離心泵的特性曲線，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.離心泵的揚(yáng)程隨流量的增大而減小B.離心泵的功率隨流量的增大而增大，并在某一流量下達(dá)到最大值C.離心泵的效率隨流量的增大先增大后減小D.離心泵的特性曲線與泵的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、輸送流體的性質(zhì)等有關(guān)12.吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)滿足的條件不包括（）。A.對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度B.揮發(fā)性小C.粘度大D.化學(xué)穩(wěn)定性好13.對(duì)于多組分精餾，以下說(shuō)法正確的是（）。A.可以用簡(jiǎn)捷法計(jì)算理論塔板數(shù)B.全回流時(shí)理論塔板數(shù)為零C.最小回流比時(shí)理論塔板數(shù)為無(wú)窮大D.回流比越大，所需理論塔板數(shù)越少14.在蒸發(fā)操作中，以下哪種蒸發(fā)器屬于自然循環(huán)蒸發(fā)器？（）A.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器B.強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器C.降膜蒸發(fā)器D.升膜蒸發(fā)器15.以下關(guān)于流體流動(dòng)的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.層流時(shí)流體分層流動(dòng)，互不混合B.湍流時(shí)流體內(nèi)部存在強(qiáng)烈的漩渦運(yùn)動(dòng)C.流體在管道中流動(dòng)時(shí)，管壁處的流速為零D.流體的流動(dòng)狀態(tài)只與流速有關(guān)16.以下關(guān)于干燥速率曲線的說(shuō)法，正確的是（）。A.干燥速率曲線分為恒速干燥階段和降速干燥階段B.恒速干燥階段的干燥速率與物料的性質(zhì)有關(guān)C.降速干燥階段干燥速率逐漸增大D.干燥速率曲線與干燥介質(zhì)的溫度無(wú)關(guān)17.以下哪種換熱器屬于間壁式換熱器？（）A.夾套式換熱器B.蛇管式換熱器C.套管式換熱器D.以上都是E.以上都不是18.在化工生產(chǎn)中，對(duì)于連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)的流體，以下說(shuō)法正確的是（）。A.流體在管道中各截面處的質(zhì)量流量相等B.流體在管道中各截面處的體積流量相等C.流體在管道中各截面處的流速相等D.流體在管道中各截面處的壓力相等19.以下關(guān)于精餾塔進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.q值等于進(jìn)料液體變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃颗c進(jìn)料液體的汽化潛熱之比B.q值越大，提餾段操作線斜率越大C.q值為1時(shí)，進(jìn)料為飽和液體D.q值為0時(shí)，進(jìn)料為飽和蒸汽20.以下關(guān)于吸收塔的說(shuō)法，正確的是（）。A.吸收塔的填料層高度與吸收劑用量無(wú)關(guān)B.吸收塔的塔頂尾氣中溶質(zhì)的含量與吸收劑的進(jìn)口濃度無(wú)關(guān)C.吸收塔的操作溫度越高，吸收效果越好D.吸收塔的操作壓力越低，吸收效果越好第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每題2分，共10分）答題要求：請(qǐng)?jiān)跈M線上填上合適的內(nèi)容。1.流體在管道中流動(dòng)時(shí)，其阻力損失可分為_(kāi)_______和________兩部分。答案：直管阻力損失；局部阻力損失2.精餾塔的進(jìn)料熱狀況參數(shù)q表示進(jìn)料的________，當(dāng)q=0.5時(shí)，進(jìn)料為_(kāi)_______。答案：熱狀況；氣液混合物3.吸收操作中，亨利定律表達(dá)式為p=Ex，其中E稱(chēng)為_(kāi)_______，它與________有關(guān)。答案：亨利系數(shù)；溫度4.離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)，會(huì)發(fā)生________現(xiàn)象，為避免此現(xiàn)象，可采取的措施有________。答案：氣蝕；降低泵的安裝高度、提高泵入口處的壓力等5.在干燥過(guò)程中，濕物料中的水分可分為_(kāi)_______和________。答案：結(jié)合水；非結(jié)合水三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，要有一定的邏輯性和準(zhǔn)確性。1.簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。答案：精餾塔利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，在塔內(nèi)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝，使氣相中的輕組分濃度不斷提高，液相中的重組分濃度不斷提高，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離。進(jìn)料從塔中部進(jìn)入，塔頂引出輕組分含量高的蒸汽，經(jīng)冷凝后一部分作為回流液返回塔頂，另一部分作為塔頂產(chǎn)品。塔底引出重組分含量高的液體，部分汽化后蒸汽返回塔內(nèi)，液體作為塔底產(chǎn)品。2.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。答案：離心泵依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使泵內(nèi)液體受到離心力的作用，從葉輪中心被甩向葉輪外周，從而獲得能量，提高壓力和流速。液體離開(kāi)葉輪后進(jìn)入蝸殼，在蝸殼中流速逐漸降低，壓力進(jìn)一步提高，然后從泵的出口排出。同時(shí)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，液體在外界壓力作用下不斷吸入泵內(nèi)，形成連續(xù)的液體輸送過(guò)程。四、計(jì)算題（每題15分，共30分）答題要求：寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和答案。1.某精餾塔分離苯-甲苯混合液，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成為苯0.4（摩爾分?jǐn)?shù)），塔頂餾出液組成為苯0.95（摩爾分?jǐn)?shù)），塔底釜液組成為苯0.05（摩爾分?jǐn)?shù)）?；亓鞅萊=3，泡點(diǎn)進(jìn)料。求：（1）塔頂餾出液量D和塔底釜液量W；（2）精餾段操作線方程。答案：（1）根據(jù)物料衡算：進(jìn)料組成：xF=0.4塔頂組成：xD=0.95塔底組成：xW=0.05進(jìn)料量：F=100kmol/h由物料衡算式F=D+W，xF=(DxD+WxW)/F可得：100=D+W0.4×100=0.95D+0.05W聯(lián)立解得：D=37.5kmol/h，W=62.5kmol/h（2）精餾段操作線方程：yn+1=(R/(R+1))xn+(xD/(R+1))已知R=3，xD=0.95則yn+1=(3/(3+1))xn+(0.95/(3+1))=0.75xn+0.23752.用清水吸收混合氣中的氨，混合氣流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），氨的體積分?jǐn)?shù)為0.05，要求氨的回收率為95%。吸收塔為填料塔，操作條件下的平衡關(guān)系為y=1.2x，氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1.2m。求：（1）吸收劑用量Lmin（kg/h）；（2）所需的填料層高度Z（m）。答案：（1）混合氣中氨的摩爾流量：y1=0.05y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025x2=0根據(jù)最小吸收劑用量公式：Lmin=G(y1-y2)/(x1-x2)其中x1=y1/m=0.05/1.2=0.0417G=1000/22.4=44.64kmol/hLmin=44.64×(0.05-0.0025)/(0.0417-0)=50.68kmol/h水的摩爾質(zhì)量為18kg/kmol，所以Lmin=50.68×18=912.24kg/h（2）氣相總傳質(zhì)單元數(shù)：NOG=(y1-y2)/ΔymΔym=((y1-mx2)-(y2-mx2))/ln((y1-mx2)/(y2-mx2))=((0.05-0)-(0.0025))/ln((0.05)/(0.0025))=0.0475/ln20=0.015NOG=(0.05-0.0025)/0.015=3.17所需填料層高度：Z=HOG×NOG=1.2×3.17=3.8m五、分析題（10分）答題要求：根據(jù)所給材料，分析相關(guān)問(wèn)題，并提出合理的建議。某化工廠采用連續(xù)精餾塔分離乙醇-水混合液，在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品中乙醇含量低于設(shè)計(jì)要求，塔底產(chǎn)品中乙醇含量高于設(shè)計(jì)要求。已知進(jìn)料流量和組成基本穩(wěn)定，回流比、進(jìn)料熱狀況等操作條件也未發(fā)生明顯變化。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致這種情況的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。答案：可能原因：1.精餾塔塔板效率下降，導(dǎo)致分離效果變差?？赡?/p>