化工原理試題及答案

化工原理試卷（A）考試科目：化工原理（下）學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：考試日期：2011.01.命題教師：學(xué)號(hào)：任課教師：課序號(hào)：考試座位號(hào)：題號(hào)—二三四五六總分評(píng)分評(píng)卷人填空（20分，每空1分）1、漂流因子是指在單向擴(kuò)散時(shí)因存在 而使A的傳遞速率比 增大的倍數(shù)，其值恒1。2、 用填料吸收塔處理低濃度氣體混合物，當(dāng)氣體處理量增大，若按比例增大吸收劑的流量（即L/G不變），則Kya，HOG,NOG,吸收率OGOGy5y6y5y60.52,0.71,0.73,0.84,試找出其對(duì)應(yīng)值x5= y5= x6=y6=4、填料塔與板式塔相比較，操作范圍、壓降；而對(duì)于易起泡物系及腐蝕性物系，填料塔則（不適合，更適合）5、萃取操作中選擇性系數(shù)是指，B-S完全不互溶時(shí)，選擇性系數(shù)趨于。6、常壓25°C下，木炭與空氣一水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為：巾=100%,X*=0.12；巾=20%,X*=0.032，現(xiàn)木炭的含水量為0.18,令其與25C，巾=20%的空氣接觸,則結(jié)合水為，非結(jié)合水為,自由水為,平衡水又為。二、選擇題（20分，每空2分）一個(gè)液膜控制的吸收過程，為加大吸收速率，可采取 和 等措施。A.增大氣相湍動(dòng) B.增大液相湍動(dòng) C.采用物理吸收 D.采用化學(xué)吸收

在常壓塔中用水吸收二氧化碳,ky和kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),Ky為氣相傳質(zhì)總在常壓塔中用水吸收二氧化碳,ky和kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),Ky為氣相傳質(zhì)總系數(shù),m為相平衡常數(shù)，則 。A.為氣膜控制且Ky^kyB.為液膜控制且Ky^kxC.為氣膜控制且Ky^kx/m D.為液膜控制且Ky^kx/m對(duì)于某理想溶液的平衡蒸餾，若維持進(jìn)料量F、物料溫度t、蒸發(fā)室壓強(qiáng)P不變，而將F物料濃度xF增加，則氣相餾出物組成xD ,氣相餾出物量D 。A.變大B.變小C.不變 D.不確定用精餾塔分離某二元混合液，進(jìn)料量為10kmol/h,原料液組成xF為0.6，若要求餾出F液組成xD不小于0.9,則最大餾出液量為；A.6.67kmol/hB.6kmol/h C.9kmol/h氣液傳質(zhì)的塔板上，液面落差過大將造成和A.氣流的不均勻分布6．進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使：A分配系數(shù)大于1C選擇性系數(shù)大于17.當(dāng)空氣濕度和溫度一定時(shí)A,成正比D.不確定B.漏液C.溢流液泛D.液沫夾帶B,成反比B分配系數(shù)小于1D選擇性系數(shù)小于1

相對(duì)濕度與總壓的關(guān)系是。C,無關(guān)D,不確定三、簡答題（每題5分，共10分）特殊精餾指的是哪兩種？各適用于什么情況？對(duì)于混合液體，什么情況下選擇萃取分離，而不選擇精餾分離？四、（20分）在一填料吸收塔內(nèi)用洗油逆流吸收煤氣中含苯蒸汽。進(jìn)塔煤氣中苯的初始濃度為0.02（摩爾分率，下同），操作條件下氣液平衡關(guān)系為y二0?125x,操作液氣比為0.18，進(jìn)塔洗油中苯的濃度為0.003，出塔煤氣中苯濃度降至0.002。因脫吸不良造成進(jìn)塔洗油中苯的濃度為0.006，試求此情況下（1）出塔氣體中苯的濃度；（2）吸收推動(dòng)力降低的百分?jǐn)?shù)？五、（15分）某精餾塔用以分離A組分（易揮發(fā)組分）和水的混合物，已知xf=0.5（摩爾F分率，下同），xD=0.95,xw=0.1，回流比R=1.5，泡點(diǎn)回流，飽和液體進(jìn)料，塔頂采用全凝DW器，塔底用飽和水蒸汽直接加熱，物系相對(duì)揮發(fā)度a二2.25，試求：（1）離開塔頂?shù)诙K理論板的汽相濃度；飽和水蒸汽（2）塔頂采出率D/Fo飽和水蒸汽六、（15分）某濕物料的初始含水量為5％，干燥后的含水量為1％（即為濕基），濕物料處理量為0.5kg/s，空氣的初始溫度為20°C，初始濕含量為0.005kg水/kg干空氣。將空氣預(yù)熱至150C進(jìn)入干燥器，假設(shè)所有水分皆在表面氣化階段除去，干燥設(shè)備保溫良好，廢氣的出

口溫度為70°C,試求： （1）干空氣用量及廢氣出口的濕度H2熱口溫度為70°C,試求： （1）干空氣用量及廢氣出口的濕度H2熱八、、供熱量及熱效率各為多少?考試科目：化工原理（下）學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：考試日期：2011.01.命題教師：學(xué)號(hào)：任課教師：課序號(hào)：考試座位號(hào)：題號(hào)—二三四五六總分評(píng)分評(píng)卷人二．填空（20分,每空1分）y5y6y5y62、已分析測得精餾塔內(nèi)四股物料的組成為x5=0.52,0.71,0.73,0.84,x5=x6=y6=3、填料塔與板式塔相比較，操作范圍、壓降；而對(duì)于易起泡物系及腐蝕性物系,填料塔則（不適合，更適合）4、 對(duì)于部分互溶物系的萃取操作中，溶質(zhì)A的加入使B與S的互溶度，當(dāng)A的加入至某一濃度時(shí),兩共軛相將變?yōu)?，此點(diǎn)稱為,一般（在，不在）溶解度曲線的最高點(diǎn)。5、 在萃取的設(shè)計(jì)中，通常將粘度或者潤濕性的液體作為分散相。6、 常壓25C下，木炭與空氣一水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為：?=100%,X*=0.12；?=20%，X*=0.032，現(xiàn)木炭的含水量為0.18，令其與25C，*=20%的空氣接觸，則結(jié)合水為，非結(jié)合水為,自由水為,平衡水又為。二、選擇題（20分，每空2分）1?在常壓塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù)Ky為氣相傳質(zhì)總系數(shù),m為相平衡常數(shù)，則 。

A.為氣膜控制且Ky^kyB.為液膜控制且Ky^kxC.為氣膜控制且Ky^kx/m D.為液膜控制且Ky^kx/m2.對(duì)于某理想溶液的平衡蒸餾，若維持進(jìn)料量F、物料溫度t、蒸發(fā)室壓強(qiáng)P不變，而將F物料濃度xf增加，則氣相餾出物組成xD ,氣相餾出物量D 。A.變小B.變大 C.不變 D.不確定3.用精餾塔分離某二元混合液，進(jìn)料量為10kmol/h,原料液組成xF為0.6，若要求餾出F液組成xD不小于0.9,則最大餾出液量為；A.6.67kmol/hB.6kmol/h C.9kmol/h D.不確定氣液傳質(zhì)的塔板上，液面落差過大將造成和A.氣流的不均勻分布5A.氣流的不均勻分布5．進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使：A分配系數(shù)大于1C選擇性系數(shù)大于1B.漏液 C.溢流液泛B分配系數(shù)小于1D選擇性系數(shù)小于1D.液沫夾帶單級(jí)（理論級(jí)）萃取操作中，在維持相同萃余相濃度下，用含有少量溶質(zhì)的萃取劑代替純?nèi)軇?，則萃取相量與萃余相量之比將 A不變 A不變 B降低C增加 D不定采用多級(jí)逆流萃取與單級(jí)萃取相比較，如果溶劑比、萃取相濃度一樣，則多級(jí)逆流萃取可使萃余相分率 。A增大B減少C基本不變D增大、減少都有可能當(dāng)空氣濕度和溫度一定時(shí)，相對(duì)濕度與總壓的關(guān)系是。A,成正比B,成反比C,無關(guān)D,不確定三、簡答題（每題5分，共10分）特殊精餾指的是哪兩種？各適用于什么情況？對(duì)于混合液體的分離，什么情況下選擇萃取操作，而不選擇精餾操作？四、（15分）某精餾塔用以分離A組分（易揮發(fā)組分）和水的混合物，已知xf=0.5（摩爾F分率，下同），xd=0.95,xw=0.1，回流比R=1.5，泡點(diǎn)回流，飽和液體進(jìn)料，塔頂采用全凝器，塔底用飽和水蒸汽直接加熱，物系相對(duì)揮發(fā)度a二2.25，試求：（1）離開塔頂?shù)诙K理論板的汽相濃度飽和水蒸汽（2）塔頂采出率D/Fo飽和水蒸汽五、（20分）某混合物含溶質(zhì)A為40%，稀釋劑B為60%，擬用單級(jí)萃取進(jìn)行分離，要求萃取液中含A的濃度x0a不超過20%，某操作溫度下，溶解度曲線如圖，分配系數(shù)kA=1，試求：（1） 此單級(jí)萃取所需的溶劑比S/F為多少？萃余率Rxao/Fxfa為多少？此時(shí)選擇性系數(shù)0

為多少？（2）若降低操作溫度，使兩相區(qū)域增大為如圖虛線所示，假設(shè)分配系數(shù)kA不變，溶劑比S/F不變，試分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的濃度和過程的選擇性系數(shù)如何變化？六、（15分）某濕物料的初始含水量為5％，干燥后的含水量為1％（即為濕基），濕物料處理量為0.5kg／理量為0.5kg／s，空氣的初始溫度為20°C，初始濕含量為0.005kg水/kg干空。氣將空氣預(yù)熱至150C進(jìn)入干燥器，假設(shè)所有水分皆在表面氣化階段除去，干燥設(shè)備保溫良好，空氣的出口溫度選定為70C，試求:（1） 干空氣用量及廢氣出口的濕度H2（2） 此干燥過程所需預(yù)熱器供熱量及熱效率各為多少?11年《化工原理》（下）A卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)填空（20分，每空1分）1.主體流動(dòng) 等分子反向擴(kuò)散大于 2.增大增大降低降低3.x5=0.71y5=0.84x6=0.52y6=0.73 4.小低更適合萃取相中溶質(zhì)的質(zhì)量分率與萃余相中溶質(zhì)的質(zhì)量分率之比值 無窮大6.0.120.060.1480.032二、選擇題（20分，每空2分）1.BD2.D3.CB4.A5.AB6.C7.A三、簡答題（每題5分，共10分）1.答：特殊精餾是指恒沸精餾和萃取精餾恒沸精餾適用于混合物中有恒沸物產(chǎn)生，采用普通精餾不能分離徹底時(shí)；萃取精餾則適用于混合物相對(duì)揮發(fā)度過低，采用普通精餾需要的理論板太多，回流比太大，使設(shè)備投資及操作費(fèi)用都不經(jīng)濟(jì)的情況。2?答：①混合物相對(duì)揮發(fā)度小或形成恒沸物，用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)；混合液濃度很稀，采用普通精餾方法能耗過大；混合液含熱敏性物質(zhì)，采用萃取方法可避免物料受熱破壞。四、20分 解：原工況：mG0.1250.18二mG0.1250.18二0.6944NOG1NOG1lny—mx(1-S)人 2y—mx22NoG1—0.6944ln(1-NoG1—0.6944ln(1-0.6944)0.02—0.125x0.0030.002—0.125x0.003+0.6944=4.837y—y△y= 1 2mNOG0.02—0.0024.837=0.0037217分新工況：H新工況：H'og=HZ'=ZS'=SOG OG3分N'二nOG OG1—N'二nOG OG1—0.6944ln(1—0.6944)0.02-0.125x0.006y2-O.125x0.006+0.6944二4.837解得y■二0.0023442Ay'm4.837y1_兒二0.02-0.002344Ay'm4.837NOG五、Ay-? O.O。3721-O.O五、Ay-? O.O。3721-O.O。3650二0.01908二第叫分m Aym0.00372115分1)精餾段操作線方程為：x1.5—D+a=x+095=0.6x+0.38R+1 2.5n2.53分y二y二x二0.951D2分0.95zy、0.95zy、a—G-1)y 2.25-1.25x0.951=0.8942分y二0.6x+y二0.6x+0.38二0.6x0.894+0.38二0.916212分2)Fx=Dx+WxS=V'=(R+1)D+(q-1)F』Fx0.5=Dx0.95+Wx0.1S=V'二2.5D+G-1)F解之得：F0.366分六、解之得：F0.366分六、15分 解：(1)當(dāng)出口氣體溫度選定為t2=70°C時(shí),I1=I2(1.01+(1.01+1.88H)t+2500H-l?01t11122500+1.88t2(1.01+1.88x0.005)x150+2500x0.005-l?01x702500+1.88x70=0'036kg水/kg干空氣4分所需空氣量可由物料衡算式求出G(X-X)=V(H-H)C1221G(X-X)V=G(X-X)V=—C 1 2—H-H2105(1005)(0.05 0.01)0.5x(1-0.05)x( - )1-°.°5 1-°.°1=0.652kg干空氣0.036-0.005/s所需供熱量和熱效率分別為Q=V(1.01+1.88H)(t－t)012=0.652x(1.01+1.88x0.005)x(150—20)=86.3kJ/s4分3分t—t150一700615耳=-4 2= =3分t-1 150-201011年《化工原理》（下）A卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)填空（20分，每空1分）有效膜理論，溶質(zhì)滲透理論，表面更新理論x5=0.71y5=0.84x6=0.52y6=0.73 3.小 低更適合加大一相臨界混溶點(diǎn)不在大較差6.0.120.06 0.148 0.032二、 選擇題（20分，每空2分）1.D2.CB3.A4.AB5.C6.C 7.B 8.A三、 簡答題（每題5分，共10分）1.答：特殊精餾是指恒沸精餾和萃取精餾恒沸精餾適用于混合物中有恒沸物產(chǎn)生，采用普通精餾不能分離徹底時(shí)；萃取精餾則適用于混合物相對(duì)揮發(fā)度過低，采用普通精餾需要的理論板太多，回流比太大，使設(shè)備投資及操作費(fèi)用都不經(jīng)濟(jì)的情況。2?答：①混合物相對(duì)揮發(fā)度小或形成恒沸物，用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)；混合液濃度很稀，采用普通精餾方法能耗過大；混合液含熱敏性物質(zhì)，采用萃取方法可避免物料受熱破壞。四、15分（1）精餾段操作線方程為：=0.6x+=0.6x+0.38n 3分x+ —=x+R+1nR+1 2.5n2.5y=x=0.951D

0.95y0.95= ^-1_\—= =0.8942分a-匕—1丿y 2