中國石油大學(xué)(北京)考研《化工原理Ⅱ》填空題真題.doc

石油大學(xué)（北京）化工學(xué)院化工原理（下冊）題庫一、 填空題： 1、 在描述傳質(zhì)的費克定律中，擴散通量J與 濃度梯度或壓力梯度 成正比，其比例系數(shù)稱為 擴散 系數(shù)，表示 傳質(zhì)阻力 的倒數(shù)。分子擴散是憑借流體 分子熱運動 來傳遞物質(zhì)的，而渦流擴散是憑借 流體質(zhì)點的湍動和漩渦 來傳遞物質(zhì)的。2、 單向擴散速率與等分子反向擴散速率相比多了一個漂流因子，在低濃度氣體中該因數(shù) B ，在高濃度氣體中該因數(shù) A （A：大于1.0 B：約等于1.0 C：小于1.0 D：約等于0.0），說明 總體流動 對傳質(zhì)速率的影響較大。3、 當(dāng)流體呈湍流流動時，物質(zhì)的傳遞是 分子 擴散和 渦流 擴散共同作用的結(jié)果，這時的物質(zhì)傳遞過程稱為 對流傳質(zhì) 過程。4、 分子擴散中主體流動產(chǎn)生的原因是 組分A可以通過相界面，組分B為停滯組分，組分A單向擴散通過相界面后，在界面附近出現(xiàn)空位，使得界面壓力低于主體壓力，其他分子前來補充，造成主體向界面的流動 ，在主體流動的存在下，擴散速率會發(fā)生什么變化 增大 （增大、減小、不變），在什么情況下可不考慮主體流動的影響 溶質(zhì)A濃度較低 。5、 某逆流吸收塔，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械囊兹芙M分，入塔混合氣濃度為0.04，出塔混合氣濃度為0.02，操作液氣比L/V=2(L/V)min，氣液相平衡關(guān)系為ye=2x，該吸收塔完成分離任務(wù)所需的理論板數(shù)N為 1 。解：L/V=2(L/V)min，(L/V)min=(yb-ya)/(xbe-xa)= (yb-ya)/(yb/m)=(0.04-0.02)/(0.04/0.02)=1，L/V=2=m操作線與相平衡線平行，S=1，xa=0，ym=ya=0.02，N=NOG=(yb-ya)/ ym=(0.04-0.02)/0.02=16、 某逆流解吸塔，若氣液入口組成及溫度、壓力均不變，而氣量與液量同比例減少，對液膜控制系統(tǒng)，氣體出口組成Ya將 增大 ，液體出口組成xb將 減小 ，溶質(zhì)解吸率將 增大 。解：已知yb、xa、L/V、h不變，HOG減小，NOG上升，故ya上升，xb下降，=(xa-xb)/xa增大。也可圖解，V減小，傳質(zhì)推動力減小，操作線上移。7、 氣相中物質(zhì)的擴散系數(shù)隨溫度的升高而 增大 ，隨壓力的升高而 減小 ；液相中物質(zhì)的擴散系數(shù)隨粘度的增加而 減小 。（增大、減小、不變）8、 常壓25下，氣相溶質(zhì)A的分壓為0.054 atm的混合汽體與溶質(zhì)A濃度為0.0018mol/l的水溶液接觸，如果在該工作條件下，體系符合亨利定律，亨利系數(shù)E=0.15104atm，H2O1000kg/m3，問溶質(zhì)A的傳質(zhì)方向是 （16） 。A：吸收 B：平衡 C：解吸 D：無法判斷9、 某氣體吸收過程，符合亨利定律，相平衡常數(shù)m=1，氣膜吸收系數(shù)kY=1104kmol/(m2s)，液膜吸收系數(shù) kX的值為kY值的100倍，試判斷這一吸收過程為 （16） （氣膜、液膜、雙膜）控制過程，該氣體為 （17） （易溶氣體、難溶氣體），氣相總傳質(zhì)系數(shù)為 （18） 。10、 雙組分混合物中，組分A的擴散系數(shù)除了與系統(tǒng)的物質(zhì)屬性有關(guān)外，還隨 溫度 、 壓力 及 混合物中組分A的濃度 的不同而變化，對于氣體中的擴散， 濃度 的影響可以忽略。當(dāng)系統(tǒng)總濃度增加時，擴散系數(shù)將 減少 ，當(dāng)系統(tǒng)中組分B的分子量增加時，擴散系數(shù)將 減少 （增加、減少、不變、不定）。11、 雙組分理想氣體進行單向擴散，如維持氣相各部分PA不變，則在下述情況下，氣相中的傳質(zhì)通量NA將如何變化，A：總壓增加，NA 減少 （增加、減少、不變），B：溫度增加，NA 增加 （增加、減少、不變），C：氣相中惰性組分的摩爾分率減少，則NA 增加 （增加、減少、不變）。12、 擴散通量式JA= - D (dCA/dz) = - JB A F （A：可以用于多組分系統(tǒng)、B：只能用于雙組分系統(tǒng)、C：只能用于稀溶液、D：只能用于理想氣體、E：只能用于液相、F：可以同時用于液相或氣相系統(tǒng)）（多選）13、 所示為同一溫度下A、B、C三種氣體在水中的溶解度曲線。由圖可知，它們的溶解度次序為 C B A （由大到?。?，在吸收過程中，溫度及汽液流量不變，壓力增大，可使相平衡常數(shù) 減 小 ，傳質(zhì)推動力 增 大（增大、減小、不變）。14、 三傳類比是指 動量傳遞 、 熱量傳遞 、和 質(zhì)量傳遞 之間的類比。15、 吸收操作中對吸收劑主要要求包括： 選擇性好 、 溶解度高 、 可循環(huán)使用 、揮發(fā)性小 。（至少寫出四種）16、 在一個逆流操作的吸收塔中，某截面上的氣相濃度為y（摩爾分率，下同），液相濃度為x，在一定溫度下，氣液相平衡關(guān)系為ye=mx，氣相傳質(zhì)系數(shù)為ky，液相傳質(zhì)系數(shù)為kx，則該截面上的氣相傳質(zhì)總推動力可表示為 y-mx ，氣相傳質(zhì)總阻力可表示為 1/Ky=1/ky+m/kx ；如果降低吸收劑的溫度，使相平衡關(guān)系變?yōu)閥e=mx，假設(shè)該截面上的兩相濃度及單相傳質(zhì)系數(shù)保持不變，則傳質(zhì)總推動力 增大 ，傳質(zhì)總阻力中氣相傳質(zhì)阻力 不變 ，液相傳質(zhì)阻力 減小 ，傳質(zhì)速率 增大 。17、 某二元精餾塔，在塔頂?shù)谝粔K板上的液體中裝有溫度計，假設(shè)板上的液體與上方氣體處于平衡狀態(tài)，如果保持操作壓力不變，塔內(nèi)混入一定量的惰性氣體，那么溫度計讀數(shù) 降低 ，物系的相對揮發(fā)度 增大 。如果現(xiàn)有的精餾塔塔頂產(chǎn)品不合格，如何調(diào)節(jié)精餾塔操作，使產(chǎn)品合格，請列出三種方案： 增大回流比 ， 降低回流液溫度 ， 降低操作壓力 。18、 對流傳質(zhì)是 分子擴散 和 渦流擴散 共同作用的結(jié)果，對流傳質(zhì)與對流傳熱有相似之處， 增強流體的湍動程度 和 增大相接觸面積 有利于強化對流傳質(zhì)。19、 吸收過程為氣膜控制（氣相阻力控制）時，Ci與CL接近, 還是PG與Pi接近? ( Ci與CL接近)。20、 對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的汽液平衡系統(tǒng)，當(dāng)總壓增加時，亨利系數(shù)E不變，相平衡常數(shù)m變小，溶解度系數(shù)H不變。21、 在傳質(zhì)理論中有代表性的三個模型分別為 膜 、 溶質(zhì)滲透 和 表面更新 ，對吸收的理論分析，當(dāng)前仍采用 膜 模型作為基礎(chǔ)。22、 雙膜理論的主要內(nèi)容是：（1）氣液相間存在穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一層有效層流膜，溶質(zhì)以分子擴散方式通過雙膜； （2）界面上氣液兩相呈平衡； （3）傳質(zhì)阻力集中在層流膜內(nèi),界面上無阻力。23、 總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系可以表示為1/KL=1/kL+H/kG，其中1/kL表示 液膜阻力 ，當(dāng) 氣膜阻力H/kG 項可忽略時，表示該吸收過程為液膜控制。24、 對于低濃度溶質(zhì)A的氣體的物理吸收達(dá)到平衡時，其自由度可視為 3 。即在 溫度 、 壓力 、 氣相溶質(zhì)濃度 、 液相溶質(zhì)濃度 四個變量中，有 3 個自變量。25、 一般而言，兩組分A、B的等摩爾相互擴散體現(xiàn)在 二元蒸餾 單元操作中，而A在B中單向擴散體現(xiàn)在 吸收 單元操作中。26、 亨利定律的表達(dá)式之一為 P = Ex ，若某氣體在水中的E值很大，說明該氣體為 難 溶氣體，該氣體的解吸過程是受 液 膜控制的傳質(zhì)過程；氣體吸收過程的逆過程是 解吸 過程，前者的操作溫度一般較后者 低 ，而壓力較后者 高 （高、低、相等）。27、 通常所討論的吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時， D 。（A）回收率最高；（B）吸收推動力最大；（C）操作最為經(jīng)濟；（D）填料層高度趨向無窮大。增加吸收劑用量，操作線的斜率 增大 （增大、減小、不變），則操作線向 遠(yuǎn)離 平衡線的方向偏移，吸收過程推動力（y-ye） 增大 （增大、減小、不變）。28、 低濃氣體吸收中，已知平衡關(guān)系y=2x，kxa=0.2kmol/m3.s，kya=210-4kmol/m3.s， A （A氣膜；B液膜；C氣、液雙膜）控制的總傳質(zhì)系數(shù)近似為Kya= 2104 kmol/m3.s。29、 某逆流操作的吸收塔底排出液中溶質(zhì)的摩爾分率x=210-4，進塔氣體中溶質(zhì)的摩爾分率為y=0.025，操作壓力為101.3kPa，汽液平衡關(guān)系為ye=50x，現(xiàn)將操作壓力由101.3kPa增至202.6kPa，求塔底推動力 (y-ye) 增至原來的 4/3 倍，(xe-x) 增至原來的 8/3 倍。P=101.3kPa： ye=50x=50*2*10-4=0.01 y-ye=0.025-0.01=0.015 xe=y/50=0.025/50=0.0005 xe-x=0.0005-2*10-4=3*10-4P=202.6kPa： ye=25x=25*2*10-4= 0.005 y-ye=0.025-0.005=0.02 xe=y/25=0.025/25=0.001 xe-x=0.001-2*10-4=8*10-4 (y-ye)/(y-ye)=0.02/0.015=4/3=1.33 (xe-x)/(xe-x)=8/3=2.6730、 將含CO2 20%、惰性氣體80%（體積分率）的混合氣，在體積為2m3的密閉容器中，與1m3的清水在25下長期充分接觸。若剛開始接觸時混合氣的壓力P為101.3kPa，亨利系數(shù)E=1.66105kPa，rH2O=997kg/m3，問剛開始接觸時的總傳質(zhì)推動力為 20.26 （以分壓差表示，kPa），CO2在水中的最終濃度為 3.7 (mol/m3)。(1) PG-Pe=101.3*0.2-0=20.26kPa(2) Pe=Ex （Py-nRT/VG）En/(n+rH2OV/MS) (101.3*0.2-n*8.314*298/1)=1.66*105*n/(997*1/18) n=0.0037mol CCO2=n/VL=3.7/1=3.7mol/m331、 吸收因子A表征 相平衡 線和 操作 線斜率的比值，而解吸因子與A呈 倒數(shù) 關(guān)系。32、 氧氣解吸是一個 液 膜控制的傳質(zhì)過程，該過程的傳質(zhì)速率主要受 液 膜控制。33、 對一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則塔的HOG將 不變 ，NOG將 增大 （增大、減小、不變）。34、 氣膜控制的系統(tǒng)，氣體流量越大，則氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky增大，氣相總傳質(zhì)單元高度HOG 略微增大（增大、減小、不變）。35、 逆流操作的填料吸收塔，當(dāng)吸收因數(shù)AxA=0.2 所以進行吸收過程y=y-ye=yA-mxA=0.15-(1.2/2)*0.2=0.03 x=xe-x=yA/m-xA=0.15/(1.2/2)-0.2=0.05因為T升高，氣體溶解度減小，m增大，ye =mx，ye增大，yy-ye，所以傳質(zhì)推動力y減??；P升高，m=E/P減小，y=mxe，xe增大，x=xe-x，所以傳質(zhì)推動力x增大。45、 在一填料層高度為h的塔內(nèi)進行低濃度氣體吸收，NG和NOG分別為氣相傳質(zhì)單元數(shù)和氣相總傳質(zhì)單元數(shù)，在穩(wěn)定操作下，NG NOG（, 1 ；(2) 泡點進料 q1 ；(3) 汽液相混合進料 0q1 ；(4) 飽和蒸汽進料 q0 ；(5) 過熱蒸汽進料 q1時，N NOG，NOL/NOG= S 。75、 精餾操作的依據(jù)是 利用均相液體混合物中各組分飽和蒸汽壓（或揮發(fā)度）的差異使其分離 。實現(xiàn)精餾操作的必要條件包括 塔頂液相回流 和 塔底上升汽體 。76、 二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起 B 線的變化，A：相平衡線，B：操作線與q線，C：相平衡線與操作線，D：相平衡線與q線77、 在常壓下，苯的沸點為80.1，環(huán)己烷的沸點為80.73，為使這兩組分的混合液能得到分離，采用 C 方法最有效。 A：恒沸精餾，B：普通精餾，C：萃取精餾，D：水蒸汽直接加熱精餾78、 確定下述物理量沿著連續(xù)精餾塔自上而下的變化趨勢，塔內(nèi)壓力 增大，溫度 增大（增大、減少、不變、不確定）。79、 精餾操作時，若F、D、xf、q、進料位置、回流比R都不變，而將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成xD將 增大 （增大、減小、不變）。80、 當(dāng)原料組成、料液量、壓力和最終溫度都相同時，用簡單蒸餾和平衡蒸餾（閃蒸）的方法對二元理想溶液進行分離，其結(jié)果是：得到的餾出物濃度x簡單 x平衡，得到的殘液濃度x簡單 = x平衡，得到的餾出物總量D簡單 、 t2 = t1 。85、 精餾塔中第n-1，n，n+1塊實際板（由上至下）的板效率小于1。與yn相平衡的液相濃度為xn*，則xn* yn+1，yn xn-1。86、 分離要求一定，當(dāng)回流比一定時，在五種進料狀況中， 過冷液 進料的q值最大，其溫度 低于 泡點溫度，此時，提餾段操作線與平衡線之間的距離 最遠(yuǎn) ，分離所需的總理論板數(shù) 最少 。87、 與 全 回流相對應(yīng)的理論板數(shù)最少。88、 某連續(xù)精餾塔，塔頂采用全凝器，塔底采用再沸器，完成一定分離任務(wù)需要N快理論板，如果在相同的操作條件下，塔頂改用分凝器，塔底采用直接蒸汽加熱，則完成同樣的分離任務(wù)需要 N-1 塊理論板。89、 某二元理想溶液精餾塔，進料為兩相，若保持F、xF、xD、xW不變，則隨著進料中液相分率的增加，最小回流比 減小 ，如果保持回流比不變，則完成同樣的分離任務(wù)所需理論板數(shù) 減小 ，塔頂冷凝器熱負(fù)荷 不變 ，塔釜熱負(fù)荷 增加 。90、 萃取過程是分離液相混合物的常見單元操作，因為萃取相和萃余相都是均相混合物，所以要想得到最終產(chǎn)品，還需要用蒸餾等方法對萃取相和萃余相進一步分離，因此完整的萃取過程比蒸餾過程更為復(fù)雜。那么，請簡述一下在什么情況下采用萃取操作比直接蒸餾更適合： （1）液體混合物中需要分離的各組分的沸點很接近，即相對揮發(fā)度趨近于1或形成恒沸物，如果采用一般的蒸餾過程分離，需要的理論板數(shù)很多，設(shè)備費用很高，或必須采用大回流比，或不能達(dá)到分離目的，此時可采用萃取蒸餾。（2）對沸點很高的有機物水溶液，特別是當(dāng)溶質(zhì)的濃度很稀時，若直接蒸餾，要汽化大量的水，能耗過高。（3）液體混合物中含有熱敏性物質(zhì)（如藥物等），采用萃取方法可在低溫下操作 。91、 萃取蒸餾是在體系中加入萃取 劑來改善體系的 相對揮發(fā)度。一般 萃取 劑的加入濃度越大，相對揮發(fā)度 變化越 大。92、 在多級逆流萃取中，欲達(dá)到同樣的分離程度，溶劑比越大則所需理論級數(shù)越 少 ，操作點D越 靠近 S點。當(dāng)溶劑比為最小值時，理論級數(shù)為 ，此時必有一條 連結(jié) 線與 操作 線重合。93、 在B-S部分互溶物系中加入溶質(zhì)A組份，將使B-S互溶度 增大 ；恰當(dāng)降低操作溫度，B-S的互溶度 減少 。（增大、減少、不變、不確定）94、 分配系數(shù)KA1表示： 萃取相中A組份的濃度yA1, 1 B: kA1, 1 C: kA1, 1 D: kA1102、 萃取蒸餾是在體系中加入 萃取 劑來改善體系的 相對揮發(fā)度。一般 萃取 劑的加入濃度越大， 變化越 越大。103、 進行萃取操作時，下列哪些選項是正確的 C ； A：分配系數(shù)大于1； B：分配系數(shù)小于1； C：選擇性系數(shù)大于1； D選擇性系數(shù)小于1104、 采用多級逆流萃取與單級逆流萃取相比較，如果溶劑比、萃取相濃度一樣，則多級逆流萃取可使萃取分率 A 。A：增大； B：減少； C：基本不變； D：增大、減少都有可能105、 原料液量為100kg，純萃取劑用量為200kg，在操作范圍內(nèi)萃取劑與稀釋劑完全不互溶，萃取物系在操作條件下的平衡關(guān)系為Y=1.2X（Y、X為比質(zhì)量分率，即A/S和A/B），那么：單級萃取時，萃余相與原料液中溶質(zhì)的組成之比為 ；如將萃取劑分成二等分進行兩級錯流萃取時，最終萃余相與原料液中溶質(zhì)的組成比我為 。106、 某二元液體混合物AB的量為100kg，含溶質(zhì)A40%（質(zhì)量分率，下同），物系的溶解度曲線及平衡連接線的內(nèi)插輔助線如附圖所示，用純?nèi)軇㏒對其進行多級逆流萃取，溶劑量為100kg，萃余相RN中A的組成xAN為0.1，求完成分離任務(wù)所需的理論級數(shù) 2 。107、 塔板中溢流堰的主要作用是為了保證塔板上有 一定高度的液層 。當(dāng)噴淋量一定時，填料塔單位高度填料層的壓力降與空塔氣速關(guān)系線上存在兩個轉(zhuǎn)折點，其中下轉(zhuǎn)折點稱為 載點 ，上轉(zhuǎn)折點稱為 泛點 。108、 篩板塔、泡罩塔、浮閥塔相比較，一般來說，操作彈性最大的是 浮閥塔 ，單板壓降最低的是 篩板塔 ，造價最低的是 篩板塔 。109、 某溢流板式塔設(shè)備，在操作中，降液管內(nèi)液層過高，容易發(fā)生降液管液泛，如果希望在不改變降液管面積的前提下，對塔內(nèi)件進行改造，可采取 改用低壓降塔板；或者增大降液管底隙，塔板加入口堰 措施。110、 在同樣塔徑、物系和開孔率等條件下，其中操作彈性最大的是 浮閥塔板 ，單板壓力降最小的是 篩孔塔板 ，造價最低的是 篩孔塔板 ，無泄漏型塔板是 泡罩塔板 。111、 當(dāng)填料塔操作氣速達(dá)到泛點氣速時， 液體 充滿全塔空隙并在塔頂形成 液層