2025年大學(xué)一年級（化學(xué)工程）化工原理基礎(chǔ)試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.化工生產(chǎn)中處理“三廢”遵循的首要原則是（）A.資源化B.減量化C.無害化D.綜合利用2.流體在圓形直管中作層流流動，如果流量等其他條件不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.1/2B.1/4C.1/8D.1/163.離心泵的揚程是指（）A.實際的升揚高度B.泵的吸上高度C.泵對單位重量液體提供的有效能量D.泵的出口壓力4.某設(shè)備進(jìn)、出口測壓儀表中的讀數(shù)分別為p1（表壓）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?50mmHg，則兩測點的壓力差為（）A.500mmHgB.1250mmHgC.1900mmHgD.1150mmHg5.某液體在內(nèi)徑為d的水平管路中穩(wěn)定流動，其平均流速為u，當(dāng)它以相同的體積流量通過等長的內(nèi)徑為d2（d2=d/2）的管子時，若流體為層流，則壓降Δp為原來的（）A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍6.對于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對濕度愈低時，其濕球溫度（）A.愈高B.愈低C.不變D.不一定7.萃取操作中，選擇溶劑的主要原則是（）A.對溶質(zhì)的溶解度大，對稀釋劑的溶解度小B.對溶質(zhì)和稀釋劑的溶解度都大C.對溶質(zhì)和稀釋劑的溶解度都小D.對溶質(zhì)的溶解度小，對稀釋劑的溶解度大8.在精餾塔中，加料板以上的塔段稱為（）A.精餾段B.提餾段C.進(jìn)料段D.混合段9.某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0.6，要求塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為（）A.60kmol/hB.66.7kmol/hC.90kmol/hD.100kmol/h10.吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時，（）A.回收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大11.在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程y=0.75x+0.2075，q線方程為y=-2x+1.5，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)q為（）A.0.5B.0.6C.0.7D.0.812.某精餾塔的精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2075，則該塔的回流比為（）A.3B.4C.5D.613.對一定組成的二元體系，精餾塔操作時，回流比R增大，塔頂組成xD（）A.增大B.減小C.不變D.不確定14.下列關(guān)于干燥過程的說法，正確的是（）A.干燥是傳熱過程B.干燥是傳質(zhì)過程C.干燥是傳熱和傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程D.以上說法都不對15.在干燥操作中，濕空氣經(jīng)預(yù)熱器后，濕度H（）A.增大B.減小C.不變D.不確定16.某濕物料經(jīng)過5小時的干燥，含水量由40%降至10%，則物料的臨界含水量為（）A.大于10%B.小于10%C.等于10%D.無法確定17.在過濾操作中，過濾常數(shù)K與（）無關(guān)。A.過濾壓差B.濾餅厚度C.濾液粘度D.過濾面積18.恒壓過濾時，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大一倍時，同一過濾時刻所得濾液量（）A.增大至原來的2倍B.增大至原來的4倍C.增大至原來的1.414倍D.增大至原來的1/2倍19.板框壓濾機的洗滌速率與恒壓過濾終了時的速率之比為（）A.1/4B.1/2C.1D.220.離心分離因數(shù)α的表達(dá)式為（）A.α=ω2r/gB.α=ωr2/gC.α=ωr/gD.α=ω2r2/g第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每題2分，共10分）1.流體在管內(nèi)作湍流流動時，其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運動，流體質(zhì)點之間發(fā)生強烈的混合，層流內(nèi)層的存在主要影響流體的______傳遞。2.離心泵的工作點是______曲線與______曲線的交點。3.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有______、______、______、______、______五種。4.吸收操作中，吸收塔的操作線方程為______。5.干燥過程中，濕空氣的比容是指______濕空氣的體積。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述化工生產(chǎn)中常用的節(jié)能措施。2.簡述離心泵的工作原理。3.簡述精餾塔的操作要點。四、計算題（每題15分，共30分）1.用一連續(xù)精餾塔分離苯-甲苯混合液，原料液中含苯0.4（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），要求塔頂產(chǎn)品含苯0.97，塔底產(chǎn)品含苯0.02，進(jìn)料為飽和液體，回流比R=3，泡點回流。已知α=2.5。試求：（1）精餾段操作線方程；（2）提餾段操作線方程。2.在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)A，入塔氣體中含A0.05（摩爾分?jǐn)?shù)），操作條件下的平衡關(guān)系為y=2x，操作液氣比為1.5，試求：（1）塔頂氣相出口濃度；（2）若氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1m，求所需填料層高度。五、案例分析題（5分）某化工廠在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)某精餾塔塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格，經(jīng)分析是由于回流比控制不當(dāng)導(dǎo)致的。請分析回流比過大或過小對精餾塔操作的影響，并提出改進(jìn)措施。答案：1.A2.D3.C4.C5.C6.B7.A8.A9.B10.D11.C12.A13.A14.C15.C16.A17.B18.C19.A20.A二、1.動量2.泵的特性；管路特性3.冷液進(jìn)料；泡點進(jìn)料；氣液混合物進(jìn)料；飽和蒸汽進(jìn)料；過熱蒸汽進(jìn)料4.$y=\frac{L}{V}x+\frac{D}{V}x_D$5.1kg絕干空氣及其所帶有的水蒸氣三、1.優(yōu)化工藝流程，減少不必要的能耗；采用高效節(jié)能設(shè)備，如高效換熱器、節(jié)能泵等；合理利用余熱，進(jìn)行能量回收；加強設(shè)備保溫，減少熱量損失；提高自動化控制水平，實現(xiàn)節(jié)能運行。2.離心泵的工作原理是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，泵內(nèi)液體在慣性離心力作用下，自葉輪中心被甩向邊緣，使液體獲得動能，同時在蝸殼中由于流道逐漸擴大，液體流速減慢，部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，從而使液體具有較高的壓力能，將液體輸送出去。3.精餾塔操作要點包括：穩(wěn)定進(jìn)料流量和組成；控制好回流比，確保塔頂產(chǎn)品質(zhì)量；保證塔釜加熱蒸汽量穩(wěn)定；密切關(guān)注塔頂、塔釜溫度和壓力變化，及時調(diào)整操作；注意塔內(nèi)氣液負(fù)荷分布，避免液泛和漏液等異?，F(xiàn)象發(fā)生。四、1.（1）精餾段操作線方程：$R=3$，$x_D=0.97$，$y=\frac{R}{R+1}x+\frac{x_D}{R+1}=\frac{3}{3+1}x+\frac{0.97}{3+1}=0.75x+0.2425$。（2）提餾段操作線方程：$q=1$，$x_F=0.4$，$x_D=0.97$，$x_W=0.02$，$L'=L+qF=RD+F=3\timesD+F$，$V'=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-1)F=(R+1)D$，$y=\frac{L'}{V'}x-\frac{W}{V'}x_W$，由物料衡算$F=D+W$，$F\times0.4=D\times0.97+W\times0.02$，解得$D=\frac{F(0.4-0.02)}{0.97-0.02}=\frac{0.38F}{0.95}$，$W=F-D=F-\frac{0.38F}{0.95}=\frac{0.57F}{0.95}$，$L'=3\times\frac{0.38F}{0.95}+F=\frac{1.14F+0.95F}{0.95}=\frac{2.09F}{0.95}$，$V'=(3+1)\times\frac{0.38F}{0.95}=\frac{1.52F}{0.95}$，$y=\frac{\frac{2.09F}{0.95}}{\frac{1.52F}{0.95}}x-\frac{\frac{0.57F}{0.95}}{\frac{1.52F}{0.95}}\times0.02=1.375x-0.0075$。2.（1）操作液氣比$L/V=1.5$，平衡關(guān)系$y=2x$，由操作線方程$y=\frac{L}{V}x+\frac{y_1-\frac{L}{V}x_2}{1-\frac{L}{V}}$，$x_2=0$，$y_1=0.05$，代入可得$y_2=\frac{1.5}{1.5}x_2+\frac{0.05-0}{1-1.5}=0$，$y_1=\frac{1.5}{1.5}x_1+\frac{0.05-0}{1-1.5}$，解得$x_1=\frac{0.05}{1.5}=0.0333$，$y_2=\frac{1.5}{1.5}x_2+\frac{0.05-1.5\times0}{1-1.5}=0.0167$。（2）$N_{OG}=\frac{y_1-y_2}{\Deltay_m}$，$\Deltay_m=\frac{(y_1-mx_2)-(y_2-mx_2)}{\ln\frac{y_1-mx_2}{y_2-mx_2}}$，$x_2=0$，$y_1=0.05$，$y_2=0.0167$，$m=2$，代入可得$\Deltay_m=\frac{(0.05-0)-(0.0167-0)}{\ln\frac{0.05}{0.0167}}=0.025$，$N_{OG}=\frac{0.05-0.0167}{0.025}=1.33$，$Z=