化工原理试卷A及答案

(勤奋、求是、创新、奉献)2014~2015学年第一学期期末考试试卷学院化学化工学院班级姓名__________学号___________《化工原理(二)》课程试卷A参考答案(本卷考试时间120分钟)题题一二号题2020分得分七八九十总得分15100三六五7一、填空题(每空1分，共20分)1、精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸 汽。 汽2、在温度—组成(t-x-y)图中，气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_________相等_______，但气相组成______大于_____液相组成。_________________4、当分离要求和回流比一定时，过热蒸气进料的q值最小，此时分离所需的理论板数最多。 5、吸收是利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的单元操作， 当气相中溶质的的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压 时，溶质从气相向液相转移，发生吸收过程。6、易溶气体的吸收过程属于_______气膜_________控制过程，传质总阻力主要集中在__气膜_______侧，提高传质速率的有效措施是提高______气________相流体的流速和湍动程度。7、恒速干燥阶段也称为表面汽化控制阶段，降速阶段也称为内部迁移控制阶段。8、饱和空气中冷却，湿度_________降低________，露点温度_______降低________。二、选择题(每题2分，共20分)1、对吸收操作有利的条件是：(D)(A)操作温度高、压强高(B)操作温度高、压强低(C)操作温度低、压强低(D)操作温度低、压强高2、精馏过程中在精馏塔中每一块塔板上(C)。(A)只进行传质(B)只进行传热(C)同时进行传热传质(D)有时进行传热，有时传质3、操作中的精馏塔，保持q、F、x不变，减小x，则(C)。DF(A)D增大，R减小(B)D不变，R增加4、精馏塔的塔板上，比较理想的气液接触状态是(D)。(A)鼓泡状和蜂窝状(B)鼓泡状和泡沫状(C)蜂窝状和喷射状(D)泡沫状和喷射状5、吸收过程的推动力是(D)。(A)浓度差(B)温度差(C)压力差(D)实际浓度与平衡浓度差212312E=，则(A)。31232317、低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高度H将(A)(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能判断8、在总压下，湿空气中水蒸气分压为kPa,其湿度值为(D)kg/kg绝(A)(B)(C)(D)能力(C)(A)不变(B)越小(C)越大(D)不确定10、物料的平衡水分一定是(C)(A)非结合水分(B)自由水分(C)结合水分醇含量为(均为摩尔分数，下同)，原料液的流量为100kmol/h，进料为气液均为恒摩尔流动。3解：(1)由全塔物料衡算得F=D+WFx=Dx+WxFDW四、(7分)已知在(绝压)下，摩尔浓度为m3的氨水溶液上方的平衡氨分压P*=987Pa。(假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律。氨水H3(2)亨利系数E；(2分)(3)相平衡常数m。(2分)解：(1)根据已知条件H3cP*=NH3NH3HP*987NH(2)p1000H==5.9104EME18s(3)m=E=94=0.928干燥后物料含水降至2%(均为湿基)，湿度为水/kg绝干气的空气经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器时降温至45℃，湿度为水/kg绝干(1)空气在进出干燥器的焓的变化；(4分)(2)水分蒸发量；(3分)(3)空气的消耗量及单位空气消耗量。(3分)(1)I=(1.01+1.88H)t+2490H111IHt490H2222I=II=-43.55kJ/kg绝干气12(2)水分蒸发量GGW0*=920kg/h1211212X=W/(1W)X=W/(1W)W=G(xx)11122212(3)空气的消耗量。2121六、(本题18分)某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液组成为(摩尔分率,下同)，该物系的平均相对挥发度为，饱和蒸汽进料。进量流量为100kmol/h，塔顶产品采出流量为40kmol/h，精馏段操n+1n(2)提馏段操作线方程式；(5分)(3)最小回流比；(5分)该板的气相默夫里效率E。mV,1(4分)解：(1)根据精馏段操作线方程得RR=3xx0.2=D=Dx=R+13+1D根据物料衡算D+W=FDx+Wx=FxDWFD=40kmol?h-1W=F－D=100–40=60kmol?h-1Wx=xw(2)L=RD=3?40=120kmol?h-11y=L+qFxWx,m+1L+qFWmL+qFWW(3)已知饱和蒸汽进料，所以y=x=0.35qFqyminyxqq1 y=?+=2x=y=D12入塔浓度为(摩尔分率)，回收率为。平衡关系为Y*=2X，且知操作液气比为最小液气比的倍，气相传质单元高度H=0.9m。OG(3)若该塔操作时，因解吸不良导致入塔溶剂摩尔比为，其他入塔条件不变，则回收率又为多少(4分)112min2min2minV(V)min(2)L