2025年高職第三學(xué)年（應(yīng)用化工技術(shù)）化工分離工程基礎(chǔ)理論測(cè)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）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，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1.化工分離過(guò)程中，以下哪種方法不屬于平衡分離過(guò)程？（）A.精餾B.吸收C.離子交換D.萃取2.對(duì)于理想溶液的精餾過(guò)程，相對(duì)揮發(fā)度α與精餾效果的關(guān)系是（）。A.α越大，精餾越容易B.α越小，精餾越容易C.α與精餾難易無(wú)關(guān)D.以上都不對(duì)3.在吸收操作中，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.與溶質(zhì)有化學(xué)反應(yīng)D.粘度大4.萃取操作中，分配系數(shù)K的定義是（）。A.溶質(zhì)在萃取相中的濃度與在萃余相中的濃度之比B.溶質(zhì)在萃余相中的濃度與在萃取相中的濃度之比C.萃取劑在萃取相中的濃度與在萃余相中的濃度之比D.以上都不對(duì)5.以下哪種塔板屬于板式塔？（）A.填料塔B.篩板塔C.湍球塔D.噴霧塔6.精餾塔的進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的取值范圍是（）。A.q＜0B.0＜q＜1C.q＞1D.q≥07.在連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2075，則回流比R為（）。A.3B.4C.5D.68.吸收過(guò)程中，當(dāng)操作線與平衡線相切時(shí)，吸收塔的吸收率（）。A.等于100%B.小于100%C.大于100%D.無(wú)法確定9.萃取操作中，選擇性系數(shù)β的定義是（）。A.溶質(zhì)在萃取相中的分配系數(shù)與在萃余相中的分配系數(shù)之比B.溶質(zhì)在萃余相中的分配系數(shù)與在萃取相中的分配系數(shù)之比C.萃取劑在萃取相中的分配系數(shù)與在萃余相中的分配系數(shù)之比D.以上都不對(duì)10.以下哪種情況會(huì)使精餾塔的塔板效率降低？（）A.上升蒸汽速度增加B.下降液體速度增加C.進(jìn)料組成變化D.塔板間距增大11.在吸收操作中，提高吸收劑用量，對(duì)吸收過(guò)程的影響是（）。A.吸收率提高，吸收推動(dòng)力增大B.吸收率降低，吸收推動(dòng)力減小C.吸收率不變，吸收推動(dòng)力增大D.吸收率不變，吸收推動(dòng)力減小12.萃取操作中，若萃取劑與稀釋劑完全不互溶，則萃取液的組成與（）有關(guān)。A.原料液組成B.萃取劑用量C.溫度D.以上都對(duì)13.精餾塔的全塔效率是指（）。A.實(shí)際塔板數(shù)與理論塔板數(shù)之比B.理論塔板數(shù)與實(shí)際塔板數(shù)之比C.實(shí)際板效率與默弗里板效率之比D.默弗里板效率與實(shí)際板效率之比14.在吸收操作中，亨利定律適用于（）。A.易溶氣體B.難溶氣體C.中等溶解度氣體D.所有氣體15.萃取操作中，若采用多級(jí)錯(cuò)流萃取，以下哪種說(shuō)法正確？（）A.萃取劑用量逐漸減少B.萃取劑用量逐漸增加C.萃取劑用量不變D.以上都不對(duì)16.精餾塔的進(jìn)料位置應(yīng)選擇在（）。A.塔板效率最高處B.氣液負(fù)荷適中處C.塔頂附近D.塔底附近17.在吸收操作中，若吸收質(zhì)在氣相中的分壓增大，其他條件不變，則吸收速率（）。A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定18.萃取操作中，若萃取劑與稀釋劑部分互溶，則萃取相和萃余相的組成（）。A.只與原料液組成有關(guān)B.只與萃取劑用量有關(guān)C.與原料液組成和萃取劑用量都有關(guān)D.與溫度有關(guān)19.精餾塔的回流比增大，會(huì)導(dǎo)致（）。A.塔頂產(chǎn)品純度提高，塔釜產(chǎn)品純度降低B.塔頂產(chǎn)品純度降低，塔釜產(chǎn)品純度提高C.塔頂和塔釜產(chǎn)品純度都提高D.塔頂和塔釜產(chǎn)品純度都降低20.在吸收操作中，若吸收劑溫度升高，對(duì)吸收過(guò)程的影響是（）。A.吸收率提高，吸收推動(dòng)力增大B.吸收率降低，吸收推動(dòng)力減小C.吸收率不變，吸收推動(dòng)力增大D.吸收率不變，吸收推動(dòng)力減小第II卷（非選擇題，共60分）21.填空題：（每空1分，共10分）（1）化工分離過(guò)程按分離原理可分為平衡分離過(guò)程、速率分離過(guò)程和______。（2）精餾塔的塔頂溫度一般比塔底溫度______。（3）吸收操作中，吸收質(zhì)在氣液兩相中的平衡關(guān)系符合______定律。（4）萃取操作中，分配系數(shù)K越大，說(shuō)明溶質(zhì)在萃取相中的濃度越______。（5）板式塔中，塔板上的氣液接觸狀態(tài)有鼓泡接觸、______和噴射接觸。（6）精餾塔的進(jìn)料熱狀況有冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、______、過(guò)熱蒸汽進(jìn)料。（7）吸收操作中，吸收塔的填料層高度計(jì)算公式為Z=HOG×______。（8）萃取操作中，若采用多級(jí)逆流萃取，萃取劑的用量比多級(jí)錯(cuò)流萃取______。（9）精餾塔的回流比有最小回流比、適宜回流比和______。（10）吸收操作中，若吸收質(zhì)在氣相中的分壓等于其平衡分壓，則吸收速率為_(kāi)_____。22.簡(jiǎn)答題：（每題5分，共20分）（1）簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。（2）吸收操作中，影響吸收速率的因素有哪些？（3）萃取操作中選擇萃取劑的原則是什么？（4）簡(jiǎn)述板式塔的塔板效率及其影響因素。23.計(jì)算題：（每題10分，共20分）（1）在連續(xù)精餾塔中，已知進(jìn)料量F=100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.,5，餾出液組成xD=0.95，釜液組成xW=0.05，回流比R=2。試求餾出液量D、釜液量W以及精餾段操作線方程。（2）在一吸收塔中，用清水吸收混合氣中的氨。已知混合氣中氨的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，操作壓力為101.3kPa，溫度為20℃，亨利系數(shù)E=1.44×10^5kPa。若吸收劑用量為最小用量的1.5倍，試求吸收液的組成。（已知?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度HOG=1.2m，要求吸收率為95%）24.分析題：（10分）某化工廠采用精餾塔分離二元混合液，在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品純度下降，塔釜產(chǎn)品純度也下降。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。（要求結(jié)合化工分離工程的理論知識(shí)進(jìn)行分析）25.綜合題：（10分）某化工生產(chǎn)過(guò)程中需要分離一種三元混合液，其中A、B、C三種組分的沸點(diǎn)差異較大。現(xiàn)擬采用精餾塔進(jìn)行分離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔的工藝流程，并說(shuō)明各塔板的作用以及進(jìn)料位置、回流比等操作參數(shù)的選擇依據(jù)。（要求結(jié)合化工分離工程的理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)）答案：1.C2.A3.D4.A5.B6.D7.A8.B9.A10.A11.A12.D13.A14.B15.A16.B17.A18.C19.C20.B21.（1）機(jī)械分離過(guò)程（2）低（3）亨利（4）高（5）泡沫接觸（6）氣液混合物進(jìn)料（7）NOG（8）少（9）全回流（10）022.（1）精餾塔利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，通過(guò)多次部分汽化和部分冷凝，使氣相中的輕組分不斷富集，液相中的重組分不斷富集，從而實(shí)現(xiàn)分離。（2）影響吸收速率的因素有：吸收質(zhì)在氣相中的分壓、吸收質(zhì)在液相中的溶解度、氣液接觸面積、氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、溫度、壓力等。（3）選擇萃取劑的原則：對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度；與稀釋劑不互溶；選擇性系數(shù)大；化學(xué)穩(wěn)定性好；粘度小、沸點(diǎn)高、蒸汽壓?。粺o(wú)毒、無(wú)腐蝕、價(jià)格便宜等。（4）塔板效率是指實(shí)際塔板數(shù)與理論塔板數(shù)之比。影響因素有：氣液接觸狀態(tài)、塔板結(jié)構(gòu)、操作條件等。23.（1）由物料衡算可得：F=D+W，F(xiàn)×xF=D×xD+W×xW，代入數(shù)據(jù)解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。精餾段操作線方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=2/3x+0.95/3=0.667x+0.317。（2）首先求最小吸收劑用量Lmin，由亨利定律y=mx，m=E/P=1.44×10^5/101.3=1421.5，x2=0，y1=0.05，y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025，Lmin=F(y1-y2)/(x1-x2)=F(y1-y2)/(m×y1/P-x2)=100×(0.05-0.0025)/(1421.5×0.05/101.3-0)=6.8kmol/h，實(shí)際吸收劑用量L=1.5Lmin=10.2kmol/h，再由物料衡算求吸收液組成x1，L(x1-x2)=F(y1-y2)，解得x1=0.0184。24.可能原因：回流比減小，導(dǎo)致精餾段分離能力下降；進(jìn)料組成變化，輕組分含量降低；塔板效率下降，如塔板堵塞、氣液接觸不良等；再沸器加熱量不足，影響塔釜汽化效果；塔頂冷凝器冷卻效果變差，影響回流液溫度和組成。解決措施：適當(dāng)增大回流比；穩(wěn)定進(jìn)料組成；檢查塔板，清理堵塞物，改善氣液接觸；增加再沸器加熱量；檢查冷凝器，提高冷卻效果。25