2025年高職（石油化工技術(shù)）化工分離工程階段試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.化工分離過程中，以下哪種分離方法基于物質(zhì)的沸點(diǎn)差異？A.萃取B.精餾C.吸附D.離子交換2.精餾塔中，塔頂溫度通常比塔底溫度：A.高B.低C.相同D.不確定3.對于理想溶液的精餾，相對揮發(fā)度α的大小對分離效果的影響是：A.α越大，分離越容易B.α越小，分離越容易C.α與分離難易無關(guān)D.不確定4.以下哪種不是常見的精餾塔塔板類型？A.篩板B.泡罩塔板C.浮閥塔板D.波紋板5.在精餾操作中，回流比增大，塔頂產(chǎn)品純度：A.提高B.降低C.不變D.不確定6.化工分離中，萃取劑的選擇原則不包括：A.與原溶劑互不相溶B.對溶質(zhì)有較大的溶解度C.與溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.易于回收7.吸附分離過程中，吸附劑的吸附容量與下列因素?zé)o關(guān)的是：A.溫度B.壓力C.吸附質(zhì)濃度D.吸附劑顏色8.離子交換樹脂在使用一段時(shí)間后，需要進(jìn)行：A.活化B.再生C.干燥D.粉碎9.以下哪種物質(zhì)可作為離子交換樹脂的交聯(lián)劑？A.氯化鈉B.甲醛C.乙醇D.水10.在膜分離過程中，超濾主要用于分離：A.小分子物質(zhì)B.大分子物質(zhì)C.離子D.氣體11.反滲透過程中，水透過半透膜的推動力是：A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差12.化工分離中，結(jié)晶過程的關(guān)鍵因素不包括：A.過飽和度B.晶種C.攪拌速度D.溶液顏色13.對于溶解度隨溫度升高而增大的物質(zhì)，結(jié)晶時(shí)應(yīng)采用：A.降溫結(jié)晶B.蒸發(fā)結(jié)晶C.升華結(jié)晶D.熔融結(jié)晶14.在干燥過程中，物料中的水分可分為平衡水分和：A.自由水分B.結(jié)合水分C.非結(jié)合水分D.化學(xué)結(jié)合水15.以下哪種干燥方法不屬于熱傳導(dǎo)干燥？A.滾筒干燥B.真空干燥C.熱風(fēng)干燥D.冷凍干燥16.化工分離過程中，以下哪種設(shè)備可用于連續(xù)精餾操作？A.間歇精餾塔B.填料塔C.板式塔D.反應(yīng)精餾塔17.吸附等溫線描述了吸附質(zhì)在吸附劑表面的吸附量與下列哪個(gè)因素之間的關(guān)系？A.吸附劑顆粒大小B.吸附質(zhì)濃度C.吸附時(shí)間D.吸附劑形狀18.在離子交換過程中，離子交換樹脂對不同離子的選擇性順序與下列因素有關(guān)的是：A.離子半徑B.離子電荷C.離子水化半徑D.以上都是19.膜分離過程中，納濾膜的截留分子量一般在：A.100-1000DaB.1000-10000DaC.10000-100000DaD.100000Da以上20.在干燥過程中，物料的干燥速率曲線通常包括恒速干燥階段和：A.加速干燥階段B.減速干燥階段C.勻速干燥階段D.平衡干燥階段第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請?jiān)跈M線上填寫正確答案。1.化工分離過程按分離原理可分為機(jī)械分離和______。2.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有五種，分別是冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、______、過熱蒸汽進(jìn)料和汽液混合物進(jìn)料。3.萃取操作中，分配系數(shù)K越大，說明溶質(zhì)在萃取相中的濃度______在萃余相中的濃度。4.吸附分離過程中，常用的吸附等溫線有Langmuir等溫線、Freundlich等溫線和______等溫線。5.干燥過程中，物料中不能用干燥方法除去的水分稱為______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述精餾塔的工作原理。2.說明萃取劑選擇的基本原則。3.離子交換樹脂的再生方法有哪些？4.簡述膜分離過程的特點(diǎn)。（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共2小題，第1小題7分，第2小題8分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算過程和答案。1.某二元理想溶液在連續(xù)精餾塔中進(jìn)行分離，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5（摩爾分?jǐn)?shù)），塔頂產(chǎn)品組成xD=0.95，塔底產(chǎn)品組成xW=0.05?；亓鞅萊=3，泡點(diǎn)進(jìn)料。求塔頂產(chǎn)品量D和塔底產(chǎn)品量W。2.A、B兩組分在某精餾塔中進(jìn)行分離，進(jìn)料量為50kmol/h，進(jìn)料組成xA=0.4，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，塔底產(chǎn)品組成xW=0.1。已知該體系的相對揮發(fā)度α=2.5，泡點(diǎn)進(jìn)料，回流比R=2。試求精餾段操作線方程和提餾段操作線方程。（四）分析題（共10分）答題要求：本大題共2小題，每小題5分。閱讀以下材料，回答問題。材料：在某化工分離過程中，采用精餾塔對混合溶液進(jìn)行分離。在操作過程中，發(fā)現(xiàn)塔頂溫度逐漸升高，塔頂產(chǎn)品純度下降。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)塔釜加熱蒸汽量不足。1.請分析塔釜加熱蒸汽量不足對精餾塔操作的影響。2.針對塔釜加熱蒸汽量不足的問題，應(yīng)采取哪些措施來恢復(fù)精餾塔的正常操作？（五）設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：本大題共1小題。請根據(jù)以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的離子交換分離流程，用于分離混合溶液中的陽離子A和陽離子B。要求寫出主要的設(shè)備、操作步驟和離子交換樹脂的選擇原則。答案：第I卷答案：1.B2.B3.A4.D5.A6.C7.D8.B9.B10.B11.B12.D13.A14.A15.C16.C17.B18.D19.B20.B第II卷答案：（一）1.傳質(zhì)分離；2.氣液混合物進(jìn)料；3.大于；4.BET；5.平衡水分（二）1.精餾塔利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，通過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.與原溶劑互不相溶；對溶質(zhì)有較大溶解度；與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；易于回收。3.酸再生、堿再生、鹽再生等。4.無相變、能耗低、分離效率高、設(shè)備簡單、操作方便等。（三）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。2.精餾段操作線方程：y=(R/(R+1))x+(xD/(R+1))=(2/(2+1))x+(0.9/(2+1))=2/3x+0.3；提餾段操作線方程：y'=(L'/V')x'-(WxW/V')，L'=L+qF=R×D+F=2×50+50=150kmol/h，V'=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-1)F=3×50=150kmol/h，代入數(shù)據(jù)解得y'=1.5x'-0.033。（四）1.塔釜加熱蒸汽量不足，導(dǎo)致塔釜溫度下降，上升蒸汽量減少，氣液傳質(zhì)推動力減小，塔頂溫度升高，塔頂產(chǎn)品純度下降。2.增加塔釜加