2025年高职（应用化工技术）化工原理试题及答案.doc

2025年高职（应用化工技术）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）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40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，请将正确答案的序号填在括号内。

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倍 B. 1/4倍 C. 1/8倍 D. 1/16倍
2. 离心泵的扬程是指（ ）
A. 泵的升扬高度 B. 泵将液体升扬的高度
C. 泵对单位重量液体提供的有效能量 D. 泵的轴功率
3. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y = 0.75x + 0.245，则该塔的回流比为（ ）
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
4. 吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，（ ）
A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大
C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大
5. 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
6. 在列管式换热器中，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. 空气走管程
D. 蒸汽走壳程
7. 流体在管内流动时，管中心流速最大，若为层流流态，则平均流速是最大流速的（ ）
A. 0.5倍 B. 0.6倍 C. 0.8倍 D. 1倍
8. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA = 0.4，相应的泡点为t1，气相组成yA = 0.4，相应的露点为t2，则（ ）
A. t1 = t2 B. t1 < t2 C. t1 > t2 D. 不能判断
9. 干燥过程中，湿空气的湿度不变而温度升高，则其相对湿度（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定
10. 在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y = 0.7x + 0.275，q线方程为y = -0.5x + 1.5xF，则进料热状况参数q为（ ）
A. 0.5 B. 0.6 C. 0.7 D. 0.8
11. 某离心泵在一定转速下输送清水时，流量为10m³/h，扬程为20m。若输送密度为清水两倍的液体，在相同流量下，扬程为（ ）
A. 10m B. 20m C. 40m D. 80m
12. 吸收塔内，不同截面处吸收速率（ ）
A. 基本相同 B. 各不相同 C. 越往上越大 D. 越往下越大
13. 某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1 = 0.95，回流液组成x0 = 0.9，塔顶产品组成xD = 0.93，则回流比R为（ ）
A. 3.17 B. 4.17 C. 5.17 D. 6.17
14. 当流体在管内流动时，若要测取管截面上的流体流速分布，应选用（ ）
A. 皮托管 B. 孔板流量计 C. 文丘里流量计 D. 转子流量计
15. 某二元理想溶液连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5，塔顶产品组成xD = 0.95，塔底产品组成xW = 0.05，则塔顶产品量D为（ ）
A. 50kmol/h B. 52.63kmol/h C. 55kmol/h D. 57.37kmol/h
16. 干燥操作中，湿物料中所含水分可分为结合水和非结合水，其中结合水是指（ ）
A. 平衡水分 B. 自由水分 C. 物料表面的水分 D. 物料内部的水分
17. 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，当进塔气体组成y1增大，其他条件不变时，吸收率（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定
18. 某离心泵铭牌上标明的流量为100m³/h，扬程为50m，当实际操作时，该泵的流量为80m³/h，则此时扬程（ ）
A. 大于50m B. 小于50m C. 等于50m D. 不确定
19. 精馏塔的进料热状况不同，q值也不同，当饱和液体进料时，q为（ ）
A. 0 B. 0.5 C. >1 D. 1
20. 某气体混合物中含有A、B两种气体，其摩尔分数分别为0.4和0.6，在一定温度和压强下，该混合气体中A的分压为（ ）
A. 0.4p B. 0.6p C. p D. 无法确定（p为总压）

第II卷（非选择题 共60分）
21. （10分）简述离心泵的工作原理及主要部件。
22. （10分）在精馏操作中，回流比的大小对精馏过程有何影响？
23. （15分）某逆流吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A。已知进塔混合气中溶质A的摩尔分数为0.05，出塔尾气中溶质A的摩尔分数为0.002，进塔清水流量为100kmol/h，混合气流量为50kmol/h。操作条件下的平衡关系为y = 2x。求：
（1）吸收率；
（2）出塔吸收液中溶质A的摩尔分数；
（3）若实际液气比为最小液气比的1.5倍，求所需填料层高度（传质单元高度HOG = 1m）。
24. （15分）某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5（摩尔分数），进料热状况参数q = 1.2。塔顶产品组成xD = 0.95（摩尔分数），塔底产品组成xW = 0.05（摩尔分数）。回流比R = 3。试求：
（1）精馏段操作线方程；
（2）提馏段操作线方程；
（3）塔顶产品量D和塔底产品量W。
25. （10分）简述干燥过程的影响因素及提高干燥效率的措施。

答案：
1. D
2. C
3. A
4. D
5. B
6. A
7. A
8. B
9. B
10. C
11. B
12. B
13. B
14. A
15. B
16. A
17. A
18. A
19. D
20. A
21. 离心泵的工作原理：依靠叶轮的高速旋转，使液体获得离心力，从叶轮中心被抛向边缘，液体的静压能和动能都增加，然后进入蜗壳，在蜗壳中，液体的部分动能转化为静压能，从而使液体以较高的压力流出泵体。主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置等。
22. 回流比增大，精馏段操作线斜率增大，精馏段推动力增大，所需理论板数减少；同时塔釜加热量增加，能耗增大。回流比减小，精馏段推动力减小，所需理论板数增加，产品质量可能下降。合适的回流比应综合考虑产品质量、能耗等因素来确定。
23. （1）吸收率η = (y1 - y2)/y1 = (0.05 - 0.002)/0.05 = 0.96；（2）由物料衡算L(x1 - 0) = V(y1 - y2)，V = 50kmol/h，L = 100kmol/h，可得x1 = 0.024；（3）最小液气比(L/V)min = (y1 - y2)/(y1/m - x2) = (0.05 - 0.002)/(0.05/2 - 0) = 1.92，实际液气比L/V = 1.5×1.92 = 2.88，传质单元数NOG = (y1 - y2)/Δym，Δym = [(y1 - mx2) - (y2 - mx2)]/ln[(y1 - mx2)/(y2 - mx2)] = 0.012，NOG = 20.83，填料层高度Z = HOG×NOG = 20.83m。
24. （1）精馏段操作线方程：y = R/(R + 1)x + xD/(R + 1) = 3/4x + 0.95/4 = 0.75x + 0.2375；（2）q线方程：y = q/(q - 1)x - xF/(q - 1) = 1.2/(1.2 - 1)x - 0.5/(1.2 - 1) = 6x - 2.5，联立精馏段操作线方程和q线方程得交点坐标(xq,yq)，再由提馏段操作线方程公式L' = L + qF，V' = V - (1 - q)F，y = L'/V'x - WxW/V'求出提馏段操作线方程；（3）由物料衡算F = D + W，FxF = DxD + WxW，可得D = 50kmol/h，W = 50kmol/h。
25. 干燥过程的影响因素有：物料性质、干燥介质的温度、湿度和流速、干燥设备结构等。提高干燥效率的措施有：选择合适的干燥方法和设备，预处理物料以改善干燥性能，控制干燥条件如温度、湿度、流速等，优化干燥流程等。