2025年大学大二（化学工程与工艺）化工原理综合测试试题及答案.doc

2025年大学大二（化学工程与工艺）化工原理综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下关于流体流动的描述，正确的是（ ）
A. 层流时，流体分层流动，各层之间无质量交换
B. 湍流时，流体的流动是杂乱无章的，没有任何规律
C. 雷诺数是判断流体流动类型的唯一依据
D. 流体在管道中流动时，流速越大，雷诺数越小

2. 对于离心泵，以下说法错误的是（ ）
A. 离心泵的扬程与泵的转速成正比
B. 离心泵的效率随流量的增大先增大后减小
C. 离心泵的流量与泵的出口压力无关
D. 离心泵启动时应关闭出口阀门

3. 在吸收操作中，以下能提高吸收速率的措施是（ ）
A. 降低温度
B. 减小吸收剂用量
C. 提高吸收剂的纯度
D. 减小气相中溶质的分压

4. 以下关于精馏塔的说法，正确的是（ ）
A. 精馏塔进料口位置越高，塔顶产品纯度越高
B. 回流比越大，精馏塔的能耗越低
C. 精馏塔的塔板效率越高，产品质量越好
D. 精馏塔的理论塔板数与实际塔板数相等

5. 对于干燥过程，以下说法正确的是（ ）
A. 干燥是一个传热过程
B. 干燥是一个传质过程
C. 干燥过程中物料的温度始终保持不变
D. 干燥速率与空气的湿度无关

6. 在管壳式换热器中，以下哪种流体走壳程（ ）
A. 流量大的流体
B. 腐蚀性流体
C. 压力高的流体
D. 被冷却的流体

7. 以下关于流体输送机械的选型，错误的是（ ）
A. 输送高粘度液体宜选用齿轮泵
B. 输送易燃易爆液体宜选用屏蔽泵
C. 输送大流量液体宜选用离心泵
D. 输送高温液体宜选用离心泵

8. 在气体吸收中，以下哪种情况属于气膜控制（ ）
A. 易溶气体吸收
B. 难溶气体吸收
C. 中等溶解度气体吸收
D. 与溶解度无关

9. 对于精馏塔的操作，以下说法错误的是（ ）
A. 进料组成变化时，应及时调整回流比
B. 塔釜液位过高会影响精馏塔的正常操作
C. 塔顶压力变化对精馏塔的操作没有影响
D. 精馏塔的操作应保持稳定

10. 在干燥过程中，以下哪种干燥方法属于对流干燥（ ）
A. 冷冻干燥
B. 喷雾干燥
C. 真空干燥
D. 红外线干燥

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共20分，每空2分）
1. 流体流动的连续性方程表达式为____________________。
2. 离心泵的主要性能参数有____________________、____________________、____________________、____________________、____________________。
3. 吸收操作的依据是____________________。
4. 精馏塔的进料热状况有____________________、____________________、____________________、____________________、____________________。
5. 干燥过程中，物料中所含水分可分为____________________和____________________。

三、简答题（共20分，每题10分）
1. 简述影响离心泵性能的因素。
2. 简述精馏塔的工作原理。

四、计算题（共20分）
某精馏塔进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5（摩尔分数），要求塔顶产品组成xD = 0.95，塔釜产品组成xW =
0.05。已知回流比R = 3，塔顶采用全凝器，泡点回流。试求：
（1）塔顶产品量D和塔釜产品量W；
（2）精馏段操作线方程；
（3）提馏段操作线方程。

五、案例分析题（共10分）
某化工厂采用连续精馏塔分离苯 - 甲苯混合液。在操作过程中，发现塔顶产品纯度下降，塔釜液位上升。经检查，发现进料流量增大，进料组成不变，回流比不变。试分析原因，并提出解决措施。

答案：
1. A
2. C
3. C
4. C
5. B
6. D
7. D
8. B
9. C
10. B
二、1. ρ1u1A1 = ρ2u2A2
2. 流量、扬程、功率、效率、转速
3. 气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异
4. 冷液进料、泡点进料、气液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸汽进料
5. 结合水分、非结合水分
三略
四、（1）由物料衡算可得：
F = D + W
FxF = DxD + WxW
代入数据解得：D = 47.5kmol/h，W = 52.5kmol/h
（2）精馏段操作线方程：
yn+1 = (R / (R + 1))xn + (xD / (R + 1))
= (3 / (3 + 1))xn + (0.95 / (3 + 1))
= 0.75xn + 0.2375
（3）提馏段操作线方程：
L' = L + qF = RD + qF
V' = V - (1 - q)F
代入数据解得：L' = 197.5kmol/h，V' = 147.5kmol/h
提馏段操作线方程：
ym+1 = (L' / V')xm - (WxW / V')
= (197.5 / 147.5)xm - (52.5×0.05 / 147.5)
= 1.34xm - 0.0178
五、原因：进料流量增大，导致塔内气液负荷增大，塔板效率下降，从而使塔顶产品纯度下降；同时，塔釜液位上升可能是由于塔内气液分离效果变差，部分液体未能及时从塔釜排出。
解决措施：适当增加回流比，提高塔内气液分离效果；检查塔板是否堵塞或损坏，如有问题及时修复；优化进料分布，使进料均匀分布在塔内各塔板上。