2025年大學(xué)四年級(jí)（化學(xué)工程）化工分離技術(shù)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，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。在試題卷上作答無效。）1.以下哪種分離方法不屬于傳質(zhì)分離過程？（）A.蒸餾B.吸收C.離心分離D.萃取2.在精餾塔中，塔頂溫度通常（）塔底溫度。A.高于B.低于C.等于D.不確定3.吸收操作中，吸收劑的選擇原則不包括（）。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.密度大4.對(duì)于理想溶液的精餾，相對(duì)揮發(fā)度α（）。A.大于1B.等于1C.小于1D.不確定5.萃取操作中，分配系數(shù)K（）時(shí)，萃取效果較好。A.遠(yuǎn)大于1B.等于1C.遠(yuǎn)小于1D.不確定6.恒沸精餾中加入的夾帶劑應(yīng)與原溶液中的（）形成恒沸物。A.輕組分B.重組分C.任意組分D.難揮發(fā)組分7.在板式塔中，氣液兩相的接觸方式是（）。A.逆流B.并流C.錯(cuò)流D.折流8.以下哪種塔板效率最高？（）A.泡罩塔板B.篩板塔板C.浮閥塔板D.舌形塔板9.吸附分離中，吸附劑的比表面積（），吸附容量越大。A.越大B.越小C.不變D.不確定10.離子交換樹脂屬于（）吸附劑。A.物理吸附B.化學(xué)吸附C.離子交換吸附D.都不是11.膜分離過程中，截留分子量越小，膜的孔徑（）。A.越大B.越小C.不變D.不確定12.反滲透過程中，施加的壓力（）滲透壓。A.大于B.小于C.等于D.不確定13.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14.離心分離中，離心機(jī)的分離因數(shù)α（），分離效果越好。A.越大B.越小C.不變D.不確定15.沉降分離主要用于分離（）。A.氣體混合物B.液體混合物C.氣固混合物D.液固混合物16.干燥過程中，物料表面的水汽化屬于（）。A.傳導(dǎo)傳熱B.對(duì)流換熱C.輻射傳熱D.傳質(zhì)過程17.以下哪種干燥方法不屬于熱干燥？（）A.熱風(fēng)干燥B.真空干燥C.冷凍干燥D.紅外干燥18.萃取精餾中加入的萃取劑應(yīng)具有（）。A.較高的沸點(diǎn)B.較低的沸點(diǎn)C.與原溶液互溶度小D.與原溶液互溶度大19.在吸收塔中，若吸收劑用量增加，吸收推動(dòng)力（）。A.增大B.減小C..不變D.不確定20.對(duì)于二元理想溶液的精餾，回流比R增大，精餾段操作線斜率（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每空1分，共10分）1.化工分離技術(shù)主要包括______和______兩大類。2.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有______、______、______、______和______五種。3.吸收操作中常用的解吸方法有______、______、______和______。4.萃取操作中，溶質(zhì)在萃取相和萃余相中的分配系數(shù)K越______，萃取效果越好。5.吸附分離中，常用的吸附劑有______、______、______等。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。2.簡(jiǎn)述離子交換樹脂的工作過程。四、分析題（每題15分，共15分）某二元混合液，其中輕組分A的含量為40%（摩爾分?jǐn)?shù)），要求塔頂產(chǎn)品中A的含量不低于95%，塔底產(chǎn)品中A的含量不高于5%。已知進(jìn)料流量為100kmol/h，泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂采用全凝器，回流比R=3。試求塔頂和塔底產(chǎn)品的流量以及精餾段和提餾段的操作線方程。（請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答）五、綜合題（每題15分，共15分）某工廠采用吸收法處理廢氣中的有害氣體，已知廢氣流量為5000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），有害氣體的含量為10%（體積分?jǐn)?shù)），吸收劑為水，要求吸收率不低于95%。吸收塔采用逆流操作，塔徑為2m，填料層高度為5m。試求：（1）吸收劑的用量；（2）該吸收塔的傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)。（假設(shè)操作條件下，亨利系數(shù)E=100kPa，氣體總壓P=101.3kPa，吸收過程為氣膜控制，氣相體積吸收總系數(shù)Kya=0.05kmol/(m3·s)）（請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答）答案：1.C2.B3.D4.A5.A6.A7.C8.C9.A10.C11.B12.A13.B14.A15.D16.D17.C18.C19.A20.A二、1.機(jī)械分離、傳質(zhì)分離2.冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料、過熱蒸汽進(jìn)料3.升溫解吸、減壓解吸、吹氣解吸、精餾解吸4.大5.活性炭、硅膠、分子篩三、1.精餾塔利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，多次進(jìn)行部分汽化與部分冷凝，使氣相中的輕組分不斷增濃，液相中的重組分不斷增濃，從而實(shí)現(xiàn)分離目的。上升蒸汽與下降液體在塔板上接觸傳質(zhì)傳熱，使蒸汽中輕組分向液體中傳遞，液體中重組分向蒸汽中傳遞。塔頂蒸汽冷凝后一部分作為回流液返回塔內(nèi)與上升蒸汽接觸，一部分作為塔頂產(chǎn)品采出；塔底液體部分汽化后蒸汽上升，部分作為塔底產(chǎn)品采出。2.離子交換樹脂工作過程包括：預(yù)處理，去除雜質(zhì)和轉(zhuǎn)型；吸附，溶液中離子與樹脂上可交換離子進(jìn)行交換；洗脫，用合適試劑將吸附離子從樹脂上洗脫下來；再生，恢復(fù)樹脂交換能力，一般用再生劑處理。四、1.由物料衡算可得：進(jìn)料組成\(x_F=0.4\)，塔頂組成\(x_D\geq0.95\)，塔底組成\(x_W\leq0.05\)，進(jìn)料流量\(F=100kmol/h\)，回流比\(R=3\)。設(shè)塔頂產(chǎn)品流量為\(D\)，塔底產(chǎn)品流量為\(W\)，則有：\(F=D+W\)，\(Fx_F=Dx_D+Wx_W\)代入數(shù)據(jù)可得：\(100=D+W\)，\(100×0.4=D×0.95+W×0.05\)聯(lián)立解得：\(D=42.1kmol/h\)，\(W=57.9kmol/h\)。2.精餾段操作線方程：\(y=\frac{R}{R+1}x+\frac{x_D}{R+1}\)\(y=\frac{3}{3