2025年大学化工技术（化工原理）试题及答案.doc

2025年大学化工技术（化工原理）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题，共40分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填入括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)

1. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。
A. 1/2 B. 1/4 C. 1/8 D. 1/16
2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（ ）。
A. Q增大，η增大 B. Q增大，η先增大后减小 C. Q增大，η减小 D. Q增大，η先减小后增大
3. 某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF = 0.6，要求塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。
A. 60kmol/h B. 66.7kmol/h C. 90kmol/h D. 100kmol/h
4. 萃取操作中，选择萃取剂的主要原则是（ ）。
A. 对溶质有较大的溶解度 B. 与原溶剂互不相溶 C. 与溶质不发生化学反应 D. 以上都是
5. 传热的基本方式不包括（ ）。
A. 热传导 B. 热对流 C. 热辐射 D. 热交换
6. 当流体在管内流动时，若要测取管截面上的流速分布，应选用（ ）流量计。
A. 孔板流量计 B. 文丘里流量计 C. 转子流量计 D. 皮托管
7. 吸收操作中，吸收剂的选择应考虑的因素不包括（ ）。
A. 溶解度大 B. 选择性高 C. 挥发性小 D. 密度大
8. 在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（ ）。
A. 精馏段 B. 提馏段 C. 进料段 D. 混合段
9. 下列关于离心泵的说法正确的是（ ）。
A. 启动前应关闭出口阀门 B. 启动前应灌泵 C. 工作时流量越大扬程越高 D. 工作时流量越小效率越高
10. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（ ）。
A. 愈高 B. 愈低 C. 不变 D. 不一定
11. 某精馏塔的进料热状况为冷液进料，则进料热状况参数q（ ）。
A. >1 B. =1 C. <1 D. =0
12. 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面判断正确的是（ ）。
A. 传热管的壁温接近加热蒸汽温度 B. 传热管的壁温接近空气温度 C. 空气走壳程 D. 蒸汽走管程
13. 某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是（ ）。
A. 塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷 B. 筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作 C. 塔板脱落，理论板数减少，应停工检修 D. 降液管折断，气体短路，需更换降液管
14. 某二元理想溶液的连续精馏塔，提馏段操作线方程为y = 1.3x - 0.018，系统的平均相对挥发度α = 2.5，当xW = 0.06时，此时从塔底数起的第二块理论板数（塔底可视为第一块理论板）下流液体的组成为（ ）。
A. 0.124 B. 0.092 C. 0.060 D. 0.035
15. 在一单效蒸发器中，将2000kg/h的某种水溶液从浓度为5%浓缩至30%，则所需蒸发的水分量为（ ）。
A. 1333.3kg/h B. 1666.7kg/h C. 1000kg/h D. 1500kg/h
16. 某气体在25℃、101.3kPa下的体积为10m³，当温度升高到50℃，压力增大到202.6kPa时，其体积为（ ）。
A. 5m³ B. 10m³ C. 20m³ D. 2.5m³
17. 某离心泵输送清水时，流量为Q，扬程为H，轴功率为N。若输送密度为水密度2倍的某液体，在相同流量下，扬程（ ），轴功率（ ）。
A. 不变，不变 B. 不变，增大 C. 增大，不变 D. 增大，增大
18. 某吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质，混合气流量为1000m³/h，溶质含量为0.05（摩尔分数），要求溶质回收率为95%，则吸收剂用量为（ ）。已知平衡关系为y = 2x。
A. 47.5kmol/h B. 95kmol/h C. 190kmol/h D. 285kmol/h
19. 某逆流操作的列管换热器，传热面积为10m²，传热系数为100W/(m²·K)，冷热流体的对数平均温差为50K，则传热量为（ ）。
A. 5×10⁴W B. 5×10⁵W C. 1×10⁵W D. 1×10⁶W
20. 某间歇精馏塔，在全回流条件下进行精馏操作，已知精馏段操作线方程为y = 0.8x + 0.16，则该精馏塔的塔顶产品组成xD为（ ）以及回流比R为（ ）。
A. 0.8，4 B. 0.8，5 C. 0.9，4 D. 0.9，5

第 II 卷（非选择题，共60分）

填空题（每题2分，共10分）(总共5题，每题2分，将正确答案填在横线上)
1. 流体在管道中流动时，流动阻力分为______和______。
2. 精馏塔的进料热状况有______、______、______、______、______五种。
3. 吸收操作中，亨利定律的表达式为______。
4. 离心泵的主要性能参数有______、______、______、______、______。
5. 热传递的三种基本方式为______、______、______。

简答题（每题10分，共20分）(总共2题，每题10分，简要回答下列问题)
1. 简述精馏塔的工作原理及影响精馏操作的主要因素。
2. 说明离心泵的工作原理，并分析离心泵启动前为什么要灌泵？

计算题（每题15分，共30分）(总共2题，每题15分，计算过程和结果要详细)
1. 某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5，塔顶馏出液组成xD = 0.95，塔釜釜液组成xW = 0.05，回流比R = 2，泡点进料。试求：（1）塔顶和塔釜的产品量；（2）精馏段和提馏段的操作线方程。
2. 有一套管换热器，内管为φ54×2mm的钢管，流量为1500kg/h的苯在内管中从80℃冷却到5℃，环隙为120℃的饱和水蒸气冷凝，水蒸气的冷凝潜热为2205kJ/kg，苯的比热容为1.8kJ/(kg·K)。已知基于内管外表面的总传热系数K = 500W/(m²·K)。试求：（1）冷却水的用量；（2）所需的传热面积。

案例分析题（10分）(总共1题，每题10分，根据给定案例，分析回答问题)
某化工厂在进行精馏塔操作时，发现塔顶产品质量下降，塔釜温度升高，塔压波动较大。经过检查，发现塔内填料部分堵塞，回流泵出现故障，塔顶冷凝器冷却效果变差。请分析这些问题对精馏塔操作的影响，并提出相应的解决措施。

设计题（10分）(总共1题，每题10分，根据要求进行设计计算)
设计一连续精馏塔，分离苯 - 甲苯混合液。已知进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.4，塔顶馏出液组成xD = 0.95，塔釜釜液组成xW =