2018年北京市大学生化工原理竞赛试题及答案
化工原理竞赛题目
化工原理竞赛题目题目背景：无水乙醇是一种重要的基本有机化工原料，其重要用途之一是无水乙醇与汽油混合形成汽油醇，可用作点燃式内燃机的燃料。
推广使用车用乙醇替代汽油，一方面缓解石油供需矛盾，另一方面还可有效降低汽车尾气中有害气体的排放，改善了环境和空气质量，经济效益和社会效益非常显著。
目前全世界消耗无水乙醇正稳步增加，其应用前途不可限量，无水乙醇的生产符合当前我国可持续发展的能源政策。
据所周知，乙醇和水会形成共沸物，其共沸组成乙醇含量约95.6%(质量分数)，要想得到无水酒精，普通精馏就不再适用。
目前生产无水乙醇的方法大致有：萃取精馏法、分子筛脱水法、真空蒸馏法、淀粉吸附法、离子交换树脂脱水法、恒沸精馏法等。
其中萃取精馏法具有最大的工业意义，本次竞赛题目就是研究萃取精馏法制备无水乙醇。
题目内容：本次竞赛初赛题目包括工程设计和小试实验方案两部分，参赛者提交报告，筛选后决定复赛名单，复赛项目包括实验操作和答辩，最终评选出各类奖项。
（一）工程设计现欲用萃取精馏对乙醇水混合物进行分离，条件及要求如下：原料：乙醇水混合物，乙醇组成为50%（质量分数）产品要求：塔顶产品中乙醇组成为99.5%以上，乙醇回收率为98%以上，产品均需要冷却到40℃，萃取剂要求回收，可循环使用。
公用工程条件：冷公用工程为循环水（20℃→30℃）热公用工程为0.4MPa(表压)的饱和水蒸汽环境温度为20℃。
试根据以上条件，当处理量为200kg/h时，设计一个合理的工艺流程，进行工艺条件设计计算，绘制带有主要参数控制点的工艺流程图，对主要设备进行工艺参数的计算及选型。
提示：(1)查阅文献、手册等查出乙醇-水二元体系气液平衡数据，作出该物系的T-x-y图及y-x图。
(2)选用合适的萃取剂，并说明理由。
(3)拟定以乙二醇为萃取剂，通过计算，作出常压下萃取剂存在时乙醇-水的y’-x’图。
(4)根据题意，设计一合理的工艺流程，画出工艺流程图。
(5)进行物料衡算，能量衡算。
（完整版）《化工原理》试题库答案
（完整版）《化⼯原理》试题库答案《化⼯原理》试题库答案⼀、选择题1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截⾯不变的物理量是（A）。
A.质量流量B.体积流量C.流速D.静压能2. 孔板流量计是( C )。
A. 变压差流量计，垂直安装。
B. 变截⾯流量计，垂直安装。
C. 变压差流量计，⽔平安装。
D. 变截⾯流量计，⽔平安装。
3. 下列⼏种流体输送机械中，宜采⽤改变出⼝阀门的开度调节流量的是（C）。
A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离⼼泵 D. 往复泵4．下列操作中，容易使离⼼泵产⽣⽓蚀现象的是（B）。
A．增加离⼼泵的排液⾼度。
B. 增加离⼼泵的吸液⾼度。
C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。
D. 启动前，没有关闭出⼝阀门。
5．⽔在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知⽔的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。
A.层流B. 湍流C. 可能是层流也可能是湍流D. 既不是层流也不是湍流6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。
A. 位能B. 动能C. 静压能D. 热能7．在相同进、出⼝温度条件下，换热器采⽤（A）操作，其对数平均温度差最⼤。
A. 逆流B. 并流C. 错流A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。
A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器10. 流体将热量传递给固体壁⾯或者由壁⾯将热量传递给流体的过程称为（D）。
A. 热传导B. 对流C. 热辐射D.对流传热11.流体在管内呈湍流流动时B。
A.Re≥2000B. Re>4000C. 2000D. Re<200012.离⼼泵最常⽤的调节⽅法是（B）A 改变吸⼊管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流⽀路，改变循环量的⼤⼩D 车削离⼼泵的叶轮13.U型管压差计指⽰液的密度（A）被测流体的密度。
大学化工原理试题及答案
大学化工原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪种设备不用于传热过程？A. 反应器B. 换热器C. 冷凝器D. 蒸发器答案：A2. 化工原理中，下列哪种操作不属于单元操作？A. 蒸馏B. 萃取C. 过滤D. 聚合答案：D3. 在化工生产中，下列哪种现象不属于传质过程？A. 蒸发B. 吸收C. 吸附D. 沉淀答案：D4. 化工原理中，下列哪种方法不用于分离混合物？A. 离心B. 沉降C. 蒸馏D. 混合5. 化工原理中，下列哪种设备不用于流体输送？A. 泵B. 压缩机C. 搅拌器D. 风机答案：C6. 化工生产中，下列哪种设备不用于物料的粉碎？A. 球磨机B. 锤磨机C. 搅拌器D. 粉碎机答案：C7. 在化工原理中，下列哪种操作不涉及相变？A. 蒸发B. 冷凝C. 过滤D. 干燥答案：C8. 化工原理中，下列哪种操作不涉及压力变化？A. 压缩B. 膨胀C. 混合D. 过滤答案：D9. 在化工生产中，下列哪种现象不属于传热过程？B. 对流C. 辐射D. 扩散答案：D10. 化工原理中，下列哪种设备不用于分离气体混合物？A. 分离塔B. 吸收塔C. 反应器D. 洗涤塔答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，______是将不同沸点的液体混合物分离的一种方法。
答案：蒸馏2. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的质量传递过程。
答案：传质3. 在化工生产中，______是利用固体颗粒在流体中的沉降速度不同来实现分离的方法。
答案：沉降4. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的能量传递过程。
答案：传热5. 在化工生产中，______是利用离心力来实现固体和液体分离的方法。
答案：离心6. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的动量传递过程。
答案：流体力学7. 在化工生产中，______是利用气体混合物中各组分的溶解度差异来实现分离的方法。
化工原理考试试题及答案
化工原理考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪种设备不是传热设备？A. 换热器B. 冷却塔C. 反应釜D. 蒸发器答案：C2. 以下哪种流体流动属于层流？A. 紊流B. 层流C. 过渡流D. 湍流答案：B3. 在化工生产中，下列哪种情况会导致传质效率降低？A. 增大传质面积B. 增加传质时间C. 降低传质温度D. 增加传质浓度差答案：C4. 化工生产中，下列哪种设备不是分离设备？A. 离心机B. 过滤器C. 搅拌器D. 分离塔5. 化工原理中，下列哪种方法不是传热的增强方法？A. 增大传热面积B. 增加流体流速C. 降低传热温差D. 使用导热系数高的传热材料答案：C6. 化工生产中，下列哪种情况会导致传热效率降低？A. 增大传热面积B. 增加流体流速C. 增加传热温差D. 降低传热系数答案：D7. 在化工生产中，下列哪种方法可以提高传质效率？A. 降低传质面积B. 减少传质时间C. 降低传质浓度差D. 增加传质面积答案：D8. 化工原理中，下列哪种流体流动属于非牛顿流体？A. 水B. 空气C. 血液D. 汽油答案：C9. 在化工生产中，下列哪种设备不是反应设备？B. 搅拌器C. 换热器D. 反应塔答案：C10. 化工原理中，下列哪种情况会导致传质效率提高？A. 降低传质面积B. 减少传质时间C. 降低传质浓度差D. 增加传质面积答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1. 化工生产中，传热的基本方式包括______、______和辐射。
答案：导热、对流2. 化工原理中，传质的基本方式包括______和______。
答案：分子扩散、对流传质3. 化工生产中，______是影响传热效率的主要因素之一。
答案：传热系数4. 在化工生产中，______是影响传质效率的主要因素之一。
答案：传质面积5. 化工原理中，______是影响流体流动状态的主要因素之一。
答案：雷诺数6. 化工生产中，______是影响流体流动状态的主要因素之一。
化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案1. 简述无机反应动力学的几种基本类型，以及各类型反应速率方程的特点。
无机反应动力学的几种基本类型包括零级反应、一级反应、二级反应和伪一级反应。
零级反应：反应物的浓度对反应速率没有影响，因此反应速率与反应物浓度的指数为零。
速率方程为r = k。
一级反应：反应速率与单个反应物的浓度成正比。
速率方程为r = k[A]。
二级反应：反应速率与一个或多个反应物的浓度的乘积成正比。
速率方程可以分为单分子二级反应（r = k[A]^2）和双分子二级反应（r = k[A][B]）。
伪一级反应：由于反应过程中某一个反应物的浓度远远大于其他反应物的浓度，因此可以近似认为该反应物浓度恒定。
速率方程为r = k'[A]。
2. 详细解释化学平衡的概念，并简述浓度、压力和温度对化学平衡的影响。
化学平衡指当反应物转化为产物的速率等于产物转化为反应物的速率时，反应达到动态平衡的状态。
在化学平衡下，反应物和产物的浓度保持恒定，但并不代表反应停止。
浓度对化学平衡的影响：当增加某个物质的浓度时，平衡将移向反应物的一边，以减小物质浓度。
当减少某个物质的浓度时，平衡将移向产物的一边，以增加物质浓度。
压力对化学平衡的影响：只对气相物质的平衡有影响。
增加压力会使平衡移向物质分子较少一侧，以减小压缩效应。
减小压力会使平衡移向物质分子较多一侧。
温度对化学平衡的影响：增加温度会使平衡移向吸热反应的一边，以吸收多余的热量。
降低温度会使平衡移向放热反应的一边，以释放多余的热量。
3. 解释催化剂在化学反应中的作用原理，并举例说明催化剂的应用。
催化剂是能够加速反应速率但在反应结束时保持不变的物质。
催化剂通过降低反应活化能的方式促进反应进行，而不会改变反应物和产物的自由能差。
催化剂的应用举例：铂催化剂可用于催化汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物的催化转化反应，将有害物质转化为无害的氮气和水及二氧化碳；工业中常使用铁催化剂催化合成氨的哈柏过程；过氧化氢可以通过过氧化酶催化剂分解为氧气和水等。
大学生化学竞赛试题库及答案
大学生化学竞赛试题库及答案简介大学生化学竞赛是一项旨在测试大学生化学知识和解决问题能力的比赛。
参加者需要通过解答一系列的试题来展现自己的化学素养。
为帮助参赛学生备战竞赛，我们整理了一份完整的试题库并提供了详细的答案。
试题列表1.基础概念与性质–化学元素周期表中元素的周期性规律是如何产生的？–请解释化学键的种类以及它们之间的区别。
–什么是化学平衡？请陈述化学平衡的条件。
2.化合物与材料–环己烷与环烯烃的结构有何不同？请举例说明。
–介绍一种常见的聚合物及其应用领域。
–金刚石与石墨的结构差异导致了它们性质的不同，请解释这一现象。
3.化学反应与能量–化学反应速率受哪些因素影响？请列举并简要解释。
–化学反应中的能量变化如何反映在反应焓和反应熵上？–燃烧反应释放了大量热能，请解释燃烧反应的能量变化过程。
4.化学动力学与平衡–什么是化学动力学？它与热力学的关系是什么？–化学平衡中何种条件会影响平衡位置的移动？请举例说明。
–请解释化学反应的平衡常数及其在反应过程中的意义。
5.酸碱理论与电化学–什么是布朗酸碱理论？与之前的酸碱理论有何不同？–电解质在溶液中是如何导电的？请说明电解质溶液与非电解质溶液的区别。
–阐述电化学中的氧化还原反应，并解释在电池中的应用。
答案解析–元素周期表中元素的周期性规律是由原子核外层电子的排布方式决定的。
原子核外的电子主要决定了元素的化学性质，所以元素在周期表中的位置和其他元素的相对位置是确定的。
–化学键的主要种类包括离子键、共价键、金属键等。
离子键是由阳离子与阴离子间的静电作用形成的，共价键是由原子间电子的共享形成的，金属键是由金属原子共享自由电子形成的。
–化学平衡是指在一个封闭系统中，反应物和生成物的浓度达到一定平衡时的状态。
化学平衡的条件包括反应物浓度、温度和压力等因素。
–环己烷是脂肪环烃，分子中只含有单键，而环烯烃是不饱和环烃，分子中含有至少一个双键。
–乙烯是一种常见的聚合物，应用广泛于塑料制品的生产中。
化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，物料衡算的基本方法是（）。
A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案：A2. 在连续操作的化工过程中，以下哪项是正确的（）。
A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案：A3. 传热过程中，以下哪种情况下热阻最小（）。
A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案：B4. 流体在管道中流动时，以下哪种流动是层流（）。
A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案：A5. 在精馏塔中，以下哪种情况下回流比最小（）。
A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案：A6. 以下哪种情况下，流体的压降最大（）。
A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案：B7. 在吸收过程中，以下哪种情况下吸收率最高（）。
A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案：C8. 以下哪种情况下，过滤速率最大（）。
A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案：B9. 在干燥过程中，以下哪种情况下干燥速率最大（）。
A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案：D10. 在萃取过程中，以下哪种情况下萃取效率最高（）。
A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，物料衡算的基本方法是依据________定律。
答案：质量守恒2. 连续操作的化工过程中，物料流量是________的。
答案：恒定3. 传热过程中，壁厚减少可以________热阻。
答案：减少4. 流体在管道中流动时，雷诺数Re<2000时为________流动。
化工原理考试试题及答案
化工原理考试试题及答案一、选择题1. 以下哪个不属于化学反应的有机反应类型？A. 加成反应B. 氧化反应C. 取代反应D. 半反应答案：D2. 下列哪个不是工业化学反应的基础？A. 反应机理B. 反应速率C. 反应热力学D. 反应平衡答案：A3. 化学反应速率的影响因素中，哪个对粒子碰撞频率起主导作用？A. 温度B. 压力C. 反应物浓度D. 催化剂答案：C4. 以下哪个不是化学平衡的表征方式？A. 平衡常数B. 平衡位置C. 平衡浓度D. 平衡温度答案：C5. 哪个因素不影响液体相平衡？A. 温度B. 压力C. 溶质浓度D. 溶剂选择答案：B二、填空题1. 空气中的主要气体是______。
答案：氮气和氧气2. 摩尔质量为16g/mol的氧气分子中，每个氧原子的质量是______。
答案：8g3. 工业生产中常用的氧化剂是______。
答案：空气或氧气4. 化学反应反应物被完全消耗，生成的产物称为______。
答案：定量产物5. 反应速率的单位为______。
答案：摩尔/升·秒三、简答题1. 请简要说明化学反应的分类及各类型的特点。
答案：化学反应可分为有机反应和无机反应。
有机反应是研究有机化合物在化学反应中所表现出的特性和变化规律的一门学科，其特点是反应物和产物中含有碳元素。
无机反应则是研究其他元素或无机化合物在化学反应中的性质和变化规律，其特点是涉及非碳氢化合物的反应。
2. 请简要说明反应速率的影响因素及其对反应速率的作用。
答案：反应速率受以下因素影响：温度、反应物浓度、催化剂和反应物的物理状态。
温度升高会增加粒子的动能，加快碰撞频率和能量，从而增加反应速率；反应物浓度的增加也会增加碰撞频率，因此增加反应速率；催化剂可以提供新的反应路径，降低反应物的活化能，加快反应速率；反应物的物理状态的改变，如溶解度的提高，可增大反应物的表面积，从而加快反应速率。
3. 简要解释化学平衡是如何达到的。