2025年大學(xué)化工類（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30分）每題有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2075，這意味著（）A.回流比R=3B.塔頂餾出液組成xD=0.95C.精餾段下降液體流量L與上升蒸汽流量V之比為0.75D.精餾段下降液體流量L與進(jìn)料流量F之比為0.752.對(duì)于恒沸精餾，下列說(shuō)法正確的是（）A.恒沸劑必須與被分離的混合物完全互溶B.恒沸劑的沸點(diǎn)一定要高于被分離混合物中各組分的沸點(diǎn)C.恒沸劑與被分離混合物中的某一組分形成最低恒沸物D.恒沸精餾過(guò)程中，恒沸劑的加入量越多越好3.在吸收操作中，吸收塔某一截面處，氣相主體濃度y與液相主體濃度x之間的關(guān)系為（）A.符合亨利定律B.符合拉烏爾定律C.與氣液平衡關(guān)系有關(guān)D.與操作條件無(wú)關(guān)4.某離心泵在一定轉(zhuǎn)速下輸送清水時(shí)，流量為Q，揚(yáng)程為H。當(dāng)輸送密度為水兩倍的液體時(shí)，流量和揚(yáng)程分別為（）A.Q不變，H不變B.Q不變，H增大C.Q減小，H增大D.Q減小，H減小5.下列關(guān)于過(guò)濾操作的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.過(guò)濾速率與過(guò)濾面積成正比B.過(guò)濾速率與過(guò)濾壓差成正比C.過(guò)濾速率與濾餅厚度成反比D.過(guò)濾速率與濾液黏度成正比6.在板式塔中，塔板效率反映了（）A.實(shí)際傳質(zhì)效果與理論傳質(zhì)效果的差異B.塔板上氣液接觸的充分程度C.塔板的結(jié)構(gòu)形式對(duì)傳質(zhì)的影響D.進(jìn)料組成對(duì)傳質(zhì)的影響7.對(duì)于干燥過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.干燥過(guò)程中，物料表面的水汽分壓始終等于空氣中的水汽分壓B.干燥速率取決于物料內(nèi)部水分的擴(kuò)散速率C.等速干燥階段，干燥速率與物料含水量無(wú)關(guān)D.降速干燥階段，干燥速率與空氣的濕度有關(guān)8.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分。當(dāng)液相組成xA=0.6時(shí)，與之平衡的氣相組成yA=0.8。若氣相組成yA=0.7，與之平衡的液相組成xA為（）A.0.45B.0.5C.0.55D.0.69.在換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，傳熱管的壁溫接近（）A.蒸汽的溫度B.空氣的溫度C.蒸汽和空氣的平均溫度D.無(wú)法確定10.對(duì)于離心泵的特性曲線，下列說(shuō)法正確的是（）A.離心泵的揚(yáng)程隨流量的增大而增大B.離心泵的功率隨流量的增大而減小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輸送流體的性質(zhì)無(wú)關(guān)第II卷（非選擇題共70分）11.簡(jiǎn)答題（總共2題，每題10分）（1）簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理及精餾操作的主要影響因素。（2）說(shuō)明吸收操作中，氣液平衡關(guān)系對(duì)吸收效果的影響。12.計(jì)算題（總共2題，每題15分）（1）在一連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2075，提餾段操作線方程為y=1.25x-0.020。已知進(jìn)料量F=100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5，塔頂餾出液組成xD=0.95，塔底釜液組成xW=0.05。試求：回流比R、精餾段下降液體流量L、提餾段上升蒸汽流量V'及進(jìn)料熱狀況參數(shù)q。（2）用一逆流操作的吸收塔吸收混合氣中的有害組分A。已知混合氣流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），其中A的體積分?jǐn)?shù)為0.05，要求吸收率為95%。吸收劑為清水，吸收塔操作壓力為101.3kPa，溫度為25℃。在該條件下，A在氣液平衡關(guān)系為y=2x。試求：吸收劑用量及塔底排出液中A的組成。13.分析題（總共1題，每題20分）某化工廠采用連續(xù)精餾塔分離苯-甲苯混合液。在生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)塔頂餾出液中苯的含量低于設(shè)計(jì)要求，塔底釜液中甲苯的含量高于設(shè)計(jì)要求。試分析可能導(dǎo)致這種情況的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。14.綜合題（總共1題，每題20分）某化工生產(chǎn)過(guò)程中需要將一種熱敏性液體物料進(jìn)行干燥處理。已知該物料含水量為20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），干燥后要求含水量降至5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。干燥介質(zhì)為空氣，初始溫度為20℃，濕度為0.005kg/kg絕干氣。干燥過(guò)程在常壓下進(jìn)行，干燥設(shè)備為流化床干燥器。試設(shè)計(jì)該干燥過(guò)程的工藝流程，并計(jì)算所需的空氣用量及干燥時(shí)間。15.論述題（總共1題，每題20分）論述化工原理在化工生產(chǎn)中的重要性，并舉例說(shuō)明化工原理的應(yīng)用如何影響化工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。答案：1.B2.A3.C4.B5.D6.A7.C8.C9.A10.C11.（1）精餾塔工作原理：利用混合液中各組分揮發(fā)度不同，多次進(jìn)行部分汽化與部分冷凝，使氣相中輕組分不斷增濃，液相中重組分不斷增濃，從而實(shí)現(xiàn)分離。主要影響因素：回流比、進(jìn)料熱狀況、塔板效率、塔的結(jié)構(gòu)等。（2）氣液平衡關(guān)系決定了吸收過(guò)程的極限。當(dāng)氣相中溶質(zhì)分壓高于與液相組成平衡的分壓時(shí)，吸收才能進(jìn)行。平衡關(guān)系影響傳質(zhì)推動(dòng)力，若平衡關(guān)系偏離理想狀態(tài)，傳質(zhì)推動(dòng)力改變，進(jìn)而影響吸收效果，如平衡線斜率變化會(huì)影響吸收劑用量等。12.（1）由精餾段操作線方程y=0.75x+0.2075可得R/(R+1)=0.75，解得R=3；L=RD=3×0.95×100=285kmol/h；由提餾段操作線方程y=1.25x-0.020及物料衡算F=D+W，xF=0.5，xD=0.95，xW=0.05，可解得W=50kmol/h，V'=L+(q-1)F=1.25W-0.020×100，q=1.2。（2）y1=yF=0.05，η=95%，則y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025，由y=2x可得x2=0.00125，L=V(y1-y2)/(x1-x2)，V=V(y1-y2)/m，V=1000/22.4×(1-0.05)=42.41kmol/h，解得L=1793.6kmol/h。13.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；塔板效率降低；再沸器加熱量不足，提餾段分離效果變差。解決措施：增大回流比；檢查進(jìn)料組成，調(diào)整操作；檢查塔板，進(jìn)行清洗或維修；增加再沸器加熱量。14.工藝流程：空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后進(jìn)入流化床干燥器與物料接觸，物料在干燥器內(nèi)流化狀態(tài)下被干燥，干燥后的物料排出，廢氣經(jīng)旋風(fēng)分離器等分離設(shè)備后排出?？諝庥昧坑?jì)算：由物料衡算可得。干燥時(shí)間計(jì)算：根據(jù)干燥速率公式及相關(guān)參數(shù)計(jì)算。具體計(jì)算過(guò)程略。15.化工原理在化工生產(chǎn)中至關(guān)重要。它為化工工藝設(shè)計(jì)提供理