2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（化學(xué)工程原理）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：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，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，如果流量等不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失為原來(lái)的（）。A.1/2倍B.1/4倍C.1/8倍D.1/16倍2.離心泵的效率隨流量的變化情況是（）。A.流量增大，效率增大B.流量增大，效率先增大后減小C.流量增大，效率減小D.流量增大，效率先減小后增大3.對(duì)于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對(duì)濕度愈低時(shí)，其濕球溫度（）。A.愈高B.愈低C.不變D.不一定4.在精餾塔中，加料板以上的塔段稱(chēng)為（）。A.精餾段B.提餾段C.進(jìn)料段D.混合段5.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/h6.吸收操作中，當(dāng)物系的溫度升高時(shí)，相平衡常數(shù)m（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定7.萃取操作中，選擇萃取劑的主要原則是（）。A.與原溶劑互溶B.與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C.選擇性好D.以上都是8.降塵室的生產(chǎn)能力與（）無(wú)關(guān)。A.降塵室的高度B.降塵室的長(zhǎng)度C.降塵室的寬度D.顆粒的沉降速度9.過(guò)濾常數(shù)K與（）無(wú)關(guān)。A.過(guò)濾壓差B.過(guò)濾介質(zhì)阻力C.濾液粘度D.濾餅厚度10.干燥過(guò)程中，若增大空氣的流量，則干燥速率（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定11.傳熱系數(shù)K的單位是（）。A.W/(m2·K)B.W/(m·K)C.J/(m2·K)D.J/(m·K)12.兩流體在套管換熱器中逆流換熱，熱流體進(jìn)出口溫度分別為100℃和60℃，冷流體進(jìn)出口溫度分別為30℃和50℃，則平均溫度差為（）。A.30℃B.40℃C.50℃D.60℃13.蒸汽冷凝時(shí)，膜狀冷凝的給熱系數(shù)（）滴狀冷凝的給熱系數(shù)。A.大于B.小于C.等于D.不確定14.離心泵的揚(yáng)程是指（）。A.泵的升揚(yáng)高度B.將液體從低處送到高處的高度C.泵對(duì)單位重量液體提供的有效能量D.泵的軸功率15.某離心泵在一定轉(zhuǎn)速下輸送清水時(shí)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為2Om?，F(xiàn)用該泵輸送密度為1200kg/m3的鹽水，其流量和揚(yáng)程（）。A.流量減小，揚(yáng)程增大B.流量增大，揚(yáng)程減小C.流量和揚(yáng)程均減小D.流量和揚(yáng)程均增大16.精餾塔的進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的取值范圍是（）。A.q>1B.q=1C.0<q<1D.q<017.吸收操作中，操作線的斜率為（）。A.L/VB.V/LC.L/GD.G/L18.萃取操作中，分配系數(shù)kA的表達(dá)式為（A為溶質(zhì)）（）。A.yA/xAB.xA/yAC.yA/(yA+xA)D.xA/(yA+xA)19.降塵室的沉降速度是指（）。A.顆粒的自由沉降速度B.在降塵室內(nèi)顆粒的沉降速度C.顆粒的終端沉降速度D.顆粒的初始沉降速度20.過(guò)濾操作中，過(guò)濾介質(zhì)的阻力忽略不計(jì)時(shí)，過(guò)濾時(shí)間與濾液體積的關(guān)系是（）。A.線性關(guān)系B.二次函數(shù)關(guān)系C.反比關(guān)系D.對(duì)數(shù)關(guān)系第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（每題2分，共10分）1.流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力分為_(kāi)_____和______。2.精餾塔的回流比R增大時(shí)，精餾段操作線斜率______，提餾段操作線斜率______。3.吸收操作中，吸收劑的選擇原則是______、______、______等。4.萃取操作中，萃取劑的選擇性系數(shù)β______1時(shí)，萃取效果較好。5.干燥過(guò)程中，物料的干燥速率一般分為_(kāi)_____和______兩個(gè)階段。（二）簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。2.簡(jiǎn)述精餾塔的操作要點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述吸收操作的影響因素。（三）計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量為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，回流比R=2。試求：（1）塔頂餾出液量D和塔底釜液量W；（2）精餾段操作線方程。2.用一逆流操作的吸收塔吸收混合氣中的溶質(zhì)A，已知進(jìn)塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)y1=0.05，操作條件下的平衡關(guān)系為y=2x，吸收劑為純?nèi)軇?，出塔液體中A的摩爾分?jǐn)?shù)x1=0.02，吸收塔的氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1m，試求：（1）出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)y2；（2）所需的填料層高度h。（四）分析題（15分）材料：某化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要將一種液體物料從常壓加熱到一定溫度?，F(xiàn)有一臺(tái)列管式換熱器，已知該換熱器的傳熱面積為50m2，傳熱系數(shù)K=100W/(m2·K)，熱流體進(jìn)口溫度T1=150℃，出口溫度T2=100℃，冷流體進(jìn)口溫度t1=20℃，出口溫度t2=80℃。1.計(jì)算該換熱器的熱負(fù)荷Q。（5分）2.分析該換熱器的傳熱效率η，并提出提高傳熱效率的建議。（10分）（五）設(shè)計(jì)題（10分）材料：某化工廠欲設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)精餾塔，分離苯-甲苯混合液。已知進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.4，塔頂餾出液組成xD=0.95，塔底釜液組成xW=0.05，回流比R=3。試設(shè)計(jì)該精餾塔的塔板數(shù)及進(jìn)料位置。答案：第I卷1.D2.B3.B4.A5.B6.A7.D8.A9.D10.A11.A12.B13.B14.C15.D16.C17.A18.A19.B20.B第II卷（一）填空題1.直管阻力；局部阻力2.增大；減小3.溶解度大；選擇性好；腐蝕性小等4.大于5.恒速干燥階段；降速干燥階段（二）簡(jiǎn)答題1.離心泵的工作原理：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(dòng)能與靜壓能。同時(shí)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，液體在壓差作用下不斷吸入與排出，實(shí)現(xiàn)液體的輸送。2.精餾塔操作要點(diǎn)：穩(wěn)定進(jìn)料流量、組成、熱狀況；控制好回流比；保證靈敏板溫度穩(wěn)定；注意塔釜液位穩(wěn)定；防止液泛、漏液等異?，F(xiàn)象。3.吸收操作影響因素：溫度、壓力、氣液流量、吸收劑性質(zhì)、填料性能等。溫度影響平衡關(guān)系；壓力影響氣體溶解度；氣液流量影響傳質(zhì)推動(dòng)力；吸收劑性質(zhì)影響吸收效果；填料性能影響傳質(zhì)效率。（三）計(jì)算題1.（1）由物料衡算F=D+W，F(xiàn)xF=DxD+WxW，可得100=D+W，100×0.5=D×0.95+W×0.05，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))，R=2，則y=(2/(2+1))x+(0.95/(2+1))=2/3x+0.95/3。2.（1）由物料衡算L(x1-x2)=V(y1-y2)，且y=2x，L=V，可得x1-x2=y1-y2，0.02-0=0.05-y2，解得y2=0.03。（2）NOG=(y1-y2)/Δym，Δym=(Δy1-Δy2)/ln(Δy1/Δy2)，Δy1=y1-mx1=0.05-2×0=0.05，Δy2=y2-mx2=0.03-2×0=0.03，Δym=(0.05-0.03)/ln(0.05/0.03)=0.039，NOG=(0.05-0.03)/0.039=0.513，h=HOG×NOG=1×0.513=0.513m。（四）分析題1.Q=Whcpc(T1-T2)=50×4.2×103×(150-100)=1.05×10^7J/h。2.傳熱效率η=(t2-t1)/(T1