2025年大學(xué)大一（化學(xué)工程與工藝）化工原理階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）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，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效)1.化工原理主要研究的內(nèi)容不包括以下哪一項(xiàng)（）A.流體流動B.化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)C.傳熱D.傳質(zhì)2.流體在圓形直管中作層流流動，如果流量等不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失變?yōu)樵瓉淼模ǎ┍?。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/163.離心泵的揚(yáng)程是指（）A.實(shí)際的升揚(yáng)高度B.泵的吸上高度C.液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成的液柱高度D.單位重量液體通過泵獲得的能量4.某精餾塔的精餾段操作線方程為y=0.75x+0.245，則該塔的回流比為（）A.3B.4C.5D.65.吸收操作中，吸收劑的選擇原則不包括（）A.對溶質(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6.下列哪種換熱器的傳熱效率最高（）A.列管式換熱器B.板式換熱器C.套管式換熱器D.螺旋板式換熱器7.干燥過程中，濕空氣的濕度不變，溫度升高，則其相對濕度（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8.對于恒沸精餾，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.任意組分D.難揮發(fā)組分9.在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程為y=0.6x+0.3，則塔頂產(chǎn)品組成xD為（）A.0.5B.0.6C.0.75D.0.810.某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0.6，要求塔頂xD=0.9，則塔頂產(chǎn)品量D為（）kmol/h。A.60B.70C.80D.9011.流體在管道中流動時，層流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小12.離心泵的效率隨流量的變化規(guī)律是（）A.先增大后減小B.先減小后增大C.一直增大D.一直減小13.吸收操作中，若吸收劑用量增大，其他條件不變，則吸收推動力（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小14.傳熱過程中，熱阻主要集中在（）A.熱流體一側(cè)B.冷流體一側(cè)C.傳熱壁面D.不確定15.干燥過程中，物料的平衡水分與下列哪些因素有關(guān)（）A.物料的性質(zhì)B.空氣的狀態(tài)C.干燥設(shè)備D.以上都是16.對于精餾塔，若進(jìn)料熱狀況改變，其他條件不變，則精餾段操作線方程（）A.改變B.不變C.不確定D.與進(jìn)料組成有關(guān)17.某氣體混合物中含A、B兩種氣體，已知yA=0.4，p=101.3kPa，若A的亨利系數(shù)E=150kPa，則A在氣相中的平衡分壓pA為（）kPa。A.60.8B.40.52C.20.26D.10.1318.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，傳熱管的壁溫接近（）的溫度。A.飽和蒸汽B.空氣C.兩者平均溫度D.不確定19.離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，會發(fā)生（）現(xiàn)象。A.氣縛B.氣蝕C.流量減小D.揚(yáng)程降低20.精餾塔的進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的物理意義是（）A.單位進(jìn)料帶入精餾塔的熱量B.單位進(jìn)料的汽化潛熱C.單位進(jìn)料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃緿.單位進(jìn)料變?yōu)轱柡鸵后w所需的熱量第II卷（非選擇題共60分）二、填空題(總共10空，每空2分，共20分)把答案填在題中橫線上。1.流體流動的連續(xù)性方程表達(dá)式為____________________。2.離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、功率、效率和__________。3.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有五種，分別是冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料和__________。4.吸收操作中，吸收塔的塔頂溫度通常比塔底溫度__________。5.傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、對流和__________。6.干燥過程中，物料中的水分可分為自由水分和__________。7.某精餾塔的回流比R=3，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，則精餾段操作線方程為y=__________。8.流體在圓形直管中作湍流流動時，摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re和__________有關(guān)。9.吸收操作中，若吸收劑的溫度升高，其他條件不變，則吸收系數(shù)Kya__________。10.對于恒壓過濾，過濾速率與過濾面積的__________成正比。三、簡答題(總共3題，每題10分，共30分)簡要回答下列問題。1.簡述離心泵的工作原理。2.說明精餾塔的精餾段和提餾段的作用。3.分析影響干燥速率的因素。四、計算題(總共1題，共10分)請寫出詳細(xì)的計算過程和答案。某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量F=100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5，要求塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，塔底產(chǎn)品組成xW=0.1。已知回流比R=3，泡點(diǎn)進(jìn)料。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量D和塔底產(chǎn)品量W；（2）精餾段操作線方程。五、案例分析題(總共1題，共10分)閱讀以下案例，回答問題。某化工廠在生產(chǎn)過程中，需要將一種含有溶質(zhì)A的溶液進(jìn)行濃縮。采用了精餾塔進(jìn)行分離，進(jìn)料流量為1000kg/h，進(jìn)料中溶質(zhì)A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。經(jīng)過精餾塔分離后，塔頂?shù)玫降漠a(chǎn)品中溶質(zhì)A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%，塔底產(chǎn)品中溶質(zhì)A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。已知精餾塔的回流比為4，塔頂冷凝器的熱負(fù)荷為500kW，塔底再沸器的熱負(fù)荷為800kW。（1）計算塔頂產(chǎn)品量和塔底產(chǎn)品量；（2）分析該精餾塔在運(yùn)行過程中可能存在的問題，并提出改進(jìn)措施。答案：1.B2.D3.D4.A5.D6.B7.B8.A9.C10.C11.B12.A13.A14.C15.D16.A17.A18.A19.B20.D二、1.ρ1u1A1=ρ2u2A22.轉(zhuǎn)速3.過熱蒸汽進(jìn)料4.低5.輻射6.平衡水分7.0.75x+0.2258.管壁粗糙度9.減小10.平方根三、1.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，自葉輪中心被甩向外界并獲得能量，使液體靜壓能和動能均增加，被輸送到所需場所。2.精餾段的作用是將塔頂蒸汽部分冷凝后，其中的易揮發(fā)組分部分返回塔內(nèi)作為回流液，與上升蒸汽逆流接觸，使蒸汽中易揮發(fā)組分得到進(jìn)一步提濃，從而得到高純度的易揮發(fā)組分產(chǎn)品。提餾段的作用是將塔底液體部分汽化后，其中的難揮發(fā)組分部分汽化上升，與下降的回流液逆流接觸，使液體中難揮發(fā)組分得到進(jìn)一步濃縮，從而得到高純度的難揮發(fā)組分產(chǎn)品。3.影響干燥速率因素有：物料性質(zhì)，如物料的形狀、大小、含水量等；干燥介質(zhì)的狀態(tài)，如溫度、濕度、流速等；干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作條件，如傳熱面積、干燥時間等。四、（1）由物料衡算F=D+W，xF=(DxD+WxW)/(D+W)，可得100=D+W，0.5×100=0.9D+0.1W，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)=3/(3+1)x+0.9/(3+1)=0.75x+0.225。五、（1）設(shè)塔頂產(chǎn)品量為Dkg/h，塔底產(chǎn)品量為Wkg/h。由物料衡算F=D+W，F(xiàn)×0.2=D×0.9+W×0.05，100千克每小時=D+W，1000×0.2=0.9D