2025年大学大四（化学工程与工艺）化工工艺设计基础测试题及答案.doc

2025年大学大四（化学工程与工艺）化工工艺设计基础测试题及答案

（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. 化工工艺设计中，首先要考虑的是（ ）
A. 产品方案 B. 工艺流程 C. 设备选型 D. 厂址选择
2. 以下哪种反应类型不属于化工常见反应类型（ ）
A. 氧化反应 B. 加成反应 C. 置换反应 D. 聚合反应
3. 化工生产中，物料衡算的基准是（ ）
A. 质量守恒定律 B. 能量守恒定律 C. 物质的量守恒 D. 以上都不对
4. 对于连续稳定流动的化工过程，物料衡算方程中不包含以下哪项（ ）
A. 进料量 B. 出料量 C. 反应消耗量 D. 设备体积
5. 在化工工艺流程图中，仪表控制点用（ ）表示。
A. 细实线 B. 粗实线 C. 虚线 D. 点划线
6. 化工设备的选型原则不包括（ ）
A. 满足工艺要求 B. 可靠性高 C. 价格最低 D. 易于操作维护
7. 以下哪种换热器不属于间壁式换热器（ ）
A. 管壳式换热器 B. 板式换热器 C. 夹套式换热器 D. 混合式换热器
8. 精馏塔的进料热状况参数q值不可能为（ ）
A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2
9. 在吸收操作中，吸收剂的选择不需要考虑的因素是（ ）
A. 对溶质的溶解度大 B. 挥发性小 C. 价格便宜 D. 颜色
10. 对于理想气体混合物，其总压与各组分分压的关系遵循（ ）
A.. 拉乌尔定律 B. 道尔顿分压定律 C. 亨利定律 D. 以上都不对
11. 化工工艺设计中，安全设计不包括以下哪方面（ ）
A. 防火防爆 B. 防毒防尘 C. 节能设计 D. 防腐蚀
12. 以下哪种物质不属于化工生产中的危险化学品（ ）
A. 氯化钠 B. 浓硫酸 C. 氢气 D. 苯
13. 化工工艺流程图中，主要物料管道用（ ）表示。
A. 细实线 B. 粗实线 C. 虚线 D. 点划线
14. 在化工生产中，催化剂的作用是（ ）
A. 加快反应速率 B. 提高产品质量 C. 降低反应温度 D. 以上都是
15. 以下哪种塔器不属于气液传质设备（ ）
A. 精馏塔 B. 吸收塔 C. 干燥塔 D. 反应塔
16. 化工工艺设计中，工艺流程的确定依据不包括（ ）
A. 化学反应原理 B. 产品质量要求 C. 设备大小 D. 生产成本
17. 对于一个化工生产过程，其生产能力通常用（ ）来表示。
A. 产品产量 B. 原料消耗量 C. 设备生产效率 D. 以上都可以
18. 在化工工艺流程图中，辅助物料管道用（ ）表示。
A. 细实线 B. 粗实线 C. 虚线 D. 点划线
19. 化工工艺设计中，热量衡算的基础是（ ）
A. 能量守恒定律 B. 质量守恒定律 C. 化学反应热效应 D. 以上都不对
20. 以下哪种单元操作不属于化工基本单元操作（ ）
A. 加热 B. 过滤 C. 发酵 D. 蒸馏

第II卷（非选择题 共60分）
21. （15分）简述化工工艺设计的一般程序。

22. （15分）在化工生产中，如何进行物料衡算？请简述步骤。

材料：某化工企业计划生产一种新产品，其反应方程式为A + 2B → C。已知进料中A的流量为1000kg/h，B的流量为2500kg/h，反应转化率为80%。

23. （15分）计算该反应的产物C的产量以及未反应的A和B的量。

材料：某精馏塔用于分离二元混合物，进料流量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5（摩尔分数），塔顶产品组成xD = 0.95，塔底产品组成xW = 0.05。回流比R = 3。

24. （15分）计算塔顶和塔底产品的流量。

答案：
1. A
2. C
3. A
4. D
5. C
6. C
7. D
8. D
9. D
10. B
11. C
12. A
13. B
14. D
15. D
16. C
17. A
18. C
19. A
20. C
21. 化工工艺设计一般程序：首先进行产品方案确定，明确生产何种产品。然后依据产品进行工艺流程设计，选择合适的反应类型、操作单元等。接着进行物料衡算和能量衡算，确定原料消耗和能量需求。再进行设备选型，选择满足工艺要求的设备。之后进行车间布置设计，合理安排设备位置。最后进行管道布置设计等，并考虑安全、环保等因素。
22. 物料衡算步骤：首先明确衡算对象和衡算范围。确定进料、出料的物料组成和流量。根据质量守恒定律，建立物料衡算方程。对于有化学反应的过程，考虑反应的转化率等因素。求解物料衡算方程，得出各物料的量。最后进行结果分析和验证。
23. 首先计算进料中A和B的物质的量。nA进 = 1000kg/h÷MA（A的摩尔质量），nB进 = 2500kg/h÷MB（B的摩尔质量）。反应掉的A的物质的量nA反 = nA进×80%，反应掉的B的物质的量nB反 = 2×nA反。未反应的A的量 = nA进 - nA反，未反应的B的量 = nB进 - nB反。产物C的物质的量nC = nA反。再根据C的摩尔质量计算C的产量。
24. 根据精馏塔的物料衡算方程：进料流量F = 塔顶产品流量D + 塔底产品流量W，进料组成xF = （D×xD + W×xW）/F。已知F = 100kmol/h，xF = 0.5，xD = 0.95，xW = 0.05，R = 3。由回流比定义R = L/D（L为回流量），结合物料衡算方程可联立求解出D 和W。解得塔顶产品流量D = 47.37kmol/h，塔底产品流量W = 52.63kmol/h。