2025年大學(xué)大二（化學(xué)工程與工藝）化工分離工程階段測(cè)試試題及答案

（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）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(wú)效)1.以下哪種分離方法不屬于平衡分離過(guò)程？（）A.精餾B.吸收C.離子交換D.萃取2.對(duì)于二元理想溶液的氣液平衡體系，當(dāng)液相組成x=0.5時(shí)，與之平衡的氣相組成y（）。A.大于0.5B.小于0.5C.等于0.5D.無(wú)法確定3.在精餾塔中，進(jìn)料板以上的塔段稱(chēng)為（）。A.精餾段B.提餾段C.進(jìn)料段D.回流段4.吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)考慮多個(gè)因素，其中不包括（）。A.對(duì)溶質(zhì)的溶解度大B.揮發(fā)性小C.粘度大D.化學(xué)穩(wěn)定性好5.萃取操作中，分配系數(shù)K值越大，說(shuō)明溶質(zhì)在萃取相中的濃度（）。A.越高B.越低C.不變D.與在萃余相中的濃度關(guān)系不確定6.以下關(guān)于吸附分離的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.吸附劑具有選擇性吸附作用B.吸附過(guò)程是可逆的C.吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量與溫度無(wú)關(guān)D.可用于氣體分離和液體分離7.對(duì)于恒沸精餾，加入的第三組分應(yīng)與原溶液中的（）形成恒沸物。A.輕組分B.重組分C.至少一個(gè)組分D.所有組分8.在板式塔中，氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)的主要場(chǎng)所是（）。A.塔板B.降液管C.溢流堰D.受液盤(pán)9.以下哪種情況會(huì)使精餾塔的塔板效率降低？（）A.氣液接觸良好B.塔板間距適當(dāng)C.塔內(nèi)氣速過(guò)高D.液體流量穩(wěn)定10.吸收塔的操作線方程表示的是（）之間的關(guān)系。A.氣液相組成B.氣液流量C.氣液溫度D.氣液壓力11.萃取劑的選擇性系數(shù)β越大，說(shuō)明萃取效果（）。A.越好B.越差C.不變D.與選擇性無(wú)關(guān)12.以下關(guān)于膜分離的說(shuō)法，正確的是（）。A.只能分離氣體B.只能分離液體C.分離過(guò)程中無(wú)相變D.分離效率低13.在連續(xù)精餾操作中，若進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1，則進(jìn)料為（）。A.飽和液體B.飽和蒸汽C.氣液混合物D.過(guò)冷液體14.吸收操作中，若要提高溶質(zhì)的吸收率，可采取的措施是（）。A.降低溫度B.提高溫度C.減少吸收劑用量D.增加惰性氣體流量15.對(duì)于萃取精餾，加入的萃取劑應(yīng)具有（）的特點(diǎn)。A.沸點(diǎn)高B.沸點(diǎn)低C.揮發(fā)性與原溶液組分相近D.與原溶液組分形成共沸物16.在填料塔中，填料的作用是（）。A.增加氣液接觸面積B.提高塔的強(qiáng)度C.降低塔的阻力D.減少液體停留時(shí)間17.精餾塔的塔頂溫度一般比塔底溫度（）。A.高B.低C.相同D.不確定18.吸收操作中，吸收塔的高度主要取決于（）。A.氣液流量B.吸收劑性質(zhì)C.分離要求D.塔的直徑19.以下哪種分離方法屬于速率分離過(guò)程？（）A.離心分離B.結(jié)晶分離C.電滲析D.沉降分離20.在化工分離過(guò)程中，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的？（）A.分離過(guò)程的目的是獲得高純度的產(chǎn)品B.分離過(guò)程需要消耗能量C.分離過(guò)程對(duì)設(shè)備要求不高D.不同的分離方法適用于不同的體系第II卷（非選擇題共60分）填空題（共10分）(總共5空，每空2分)請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)正確答案。1.精餾塔的回流比是指______與______之比。2.吸收操作中，亨利定律表達(dá)式為_(kāi)_____。3.萃取操作中，溶質(zhì)在萃取相和萃余相中的分配系數(shù)K=______。4.吸附分離中，常用的吸附劑有______（寫(xiě)出一種即可）。5.膜分離過(guò)程中，根據(jù)膜的孔徑大小可分為_(kāi)_____、______和______等不同類(lèi)型。簡(jiǎn)答題（共20分）(總共4題，每題5分)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。2.吸收操作中，影響吸收速率的因素有哪些？3.萃取操作的優(yōu)點(diǎn)有哪些？4.簡(jiǎn)述吸附分離的基本過(guò)程。計(jì)算題（共20分）(總共2題，每題10分)計(jì)算過(guò)程要有詳細(xì)步驟。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。回流比R=3，試求塔頂餾出液量D、塔底釜液量W以及精餾段操作線方程。2.在一逆流吸收塔中用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)A，已知進(jìn)塔混合氣中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)y1=0.05，操作條件下的平衡關(guān)系為y=2x，氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1.2m，要求溶質(zhì)A的吸收率η=90%，試求所需的填料層高度。根據(jù)材料回答問(wèn)題（共10分）(總共2題，每題5分)閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：在某化工分離過(guò)程中，采用了精餾塔對(duì)二元混合溶液進(jìn)行分離。在操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)塔頂溫度逐漸升高，塔底產(chǎn)品純度下降。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)是由于進(jìn)料流量突然增大，導(dǎo)致塔內(nèi)氣液負(fù)荷增加。1.進(jìn)料流量增大為何會(huì)導(dǎo)致塔頂溫度升高和塔底產(chǎn)品純度下降？2.針對(duì)這種情況，可采取哪些措施來(lái)恢復(fù)塔的正常操作？綜合分析題（共10分）(總共1題，每題10分)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析比較精餾、吸收、萃取三種分離方法的異同點(diǎn)，并舉例說(shuō)明它們?cè)诨どa(chǎn)中的應(yīng)用。答案：1.C2.A3.A4.C5.A6.C7.C8.A9.C10.A11.A12.C13.A14.A15.A16.A17.B18.C19.C20.C填空題答案：1.回流量；塔頂餾出液量2.p=Ex3.萃取相中溶質(zhì)的濃度/萃余相中溶質(zhì)的濃度4.活性炭5.微濾；超濾；納濾簡(jiǎn)答題答案：1.精餾塔利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，在塔內(nèi)進(jìn)行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)混合物的分離。2.影響吸收速率的因素有：氣液兩相的接觸面積、氣液兩相的濃度差、溫度、壓力、吸收劑的性質(zhì)及流速等。3.萃取操作的優(yōu)點(diǎn)有：可分離沸點(diǎn)相近且相對(duì)揮發(fā)度接近1的混合物；能分離熱敏性物質(zhì)；可在常溫下操作，能耗低等。4.吸附分離基本過(guò)程：含吸附質(zhì)的流體與吸附劑接觸，吸附質(zhì)被吸附在吸附劑表面，流體中未被吸附的部分流出吸附器，然后通過(guò)再生方法使吸附質(zhì)從吸附劑上解吸下來(lái)，吸附劑得以再生循環(huán)使用。計(jì)算題答案：1.由物料衡算：F=D+W，F(xiàn)xF=DxD+WxW，可得D=50kmol/h，W=50kmol/h。精餾段操作線方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)，將R=3，xD=0.95代入得y=3/4x+0.95/4。2.y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.9)=0.005，x2=0，Δym=[(y1-y1)-(y2-y2)]/ln[(y1-y1)/(y2-y2)]，y1=2x1=0，y2=2x2=0，Δym=0.025。NOG=(y1-y2)/Δym=1.8。填料層高度H=HOG×NOG=1.2×1.8=2.16m。根據(jù)材料回答問(wèn)題答案：1.進(jìn)料流量增大，塔內(nèi)氣液負(fù)荷增加，氣液接觸時(shí)間縮短，傳質(zhì)不完全，導(dǎo)致塔頂輕組分含量降低，溫度升高；塔底氣相輕組分含量增加，重組分純度下降。2.可適當(dāng)降低進(jìn)