化工原理下册 考试题及答案

1.当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将＿增加＿＿，在液相中的分子扩散系数将＿增加＿＿＿。2．利用吸收操作分离气体混合物是以混合气中各组分在某一液体吸收剂中的_____溶解度____不同作为依据的。3.在y-x图中,以A组份标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度___高___.平衡曲线若在对角线的右下方,则表示A组分比B组分挥发度___低__.4．分离某些α接近1的物系时,可采用一些特殊的精馏方法,如__萃取精馏_____，___恒沸精馏______.5．在连续精馏操作中，一般将精馏塔中以加料板以上的部分称为_____精馏段___，加料板以下部分（包加料板）称为_____提馏段_____。6．工业生产中的操作回流比一般是最小回流比的_____1.1～2___倍。答案涂黑即可7.试述下列不同进料状态下的q值：（1）冷液进料＿ｑ＞1

＿＿＿；（2泡点液体进料＿＿ｑ＝1＿＿＿；8．在精馏操作中，当气速较小时，部分液体会从筛孔直接落下，这种现象称为漏液。9．用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质组分A。静置分层后，出现大量溶剂S、A和少量B的相习惯称为萃取相

，另一层为萃余相

。将前者的脱出溶剂后的液体称为萃取液

。1.气体的亨利系数E值越大，表明气体（

B

）。

A.越易溶解；B.越难溶解；C.溶解度适中；D.不确定2.在化工生产中，要提高吸收的效果，可以设法提高吸收总传质系数，必须采取（A

）

A.降低气膜和液膜厚度B.提高气膜和液膜厚度

C.减少流体流动速度D.BC均正确3.某精馏段操作线方程y=0.75x＋0.216,则操作回流比为（C

）。

A.0.75；B.0.216；C.3；D.44．某连续精馏塔中，进料组成为0.35，要求馏出液组成达到0.93（以上为摩尔分率），泡点进料，系统的平均相对挥发度α＝2.44，此时的最小回流比为（B

）。

A.1.75;B.1.66;C.1.52；D.25.全回流时，y一x图上精馏塔的操作线位置（

B

）。

A.在对角线与平衡线之间；B.与对角线重合；C.在对角线之下6.从沸点一组成图中可以看出：只有将混合液加热到（C

）才能从混合液中分出易挥发组分增多的蒸汽。

A.液相区；B.气相区；C.气液共存区；D.任何区均可7．实验结果表明：对于空气一水蒸汽系统，当空气流速较大时，其绝热饱和温度（D

）湿球温度。

A.大于；B.等于；C.小于；D.近似等于三：判断题;（共10小题，每题1分，共10分。正确的画“√”，错误的画“×”。）1.吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。（

×

）2.精馏平衡线在对角线左上方，可以用精馏方法分离，平衡线在对角线右下方，则不能用精馏方法分离。（×

）3.评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，操作弹性大，则该种结构越好。（√

）4．苯一甲苯精馏塔顶产生的蒸汽浓度为0.95（摩尔分率），在冷凝器全部冷凝为液体时，则馏示液的浓度仍为0.95（摩尔分率）。（√

）5．两个完全互溶的挥发性组分所组成的溶液，称理想溶液。（×

）6．随着R的减小，精馏段操作线愈接近平衡线，达到一定的分离要求所需理论板数越少。（×

）7．精馏设计时，若回流比R增加，则意味产品D减小。（√

）8．厢式干燥器的传热方式是热传导。（×

）9．在一定温度下，物料中的结合水分与非结合水分的划分只与物料本身性质有关，而与空气状态无关。（√

）10．干燥过程中，若增大空气出口的湿度H时，可减少空气消耗量，但却使干燥推动力下降。(√)在一逆流操作的吸收塔中，用清水吸收NH3-Air混合物中的NH3，混合气流量为0.030kmol/s，混合气入塔含NH3摩尔分数为0.03，出塔含NH3摩尔分数为0.001。吸收塔操作时的总压力为101.3kPa，温度为293K，在操作范围内，NH3-H2O系统的平衡方程为y=1.2x，总传质系数Kya为0.0522kmol/(s.m2)。若塔径为1m，实际液气比为最小液气比的1.2倍，试计算所需塔高？：最小液气比：(2分)实际液气比：L/G＝1.2(L/G)min=1.2×1.16=1.39(1分)液相出口摩尔分数：

(2分)平均推动力：

(3分)气相流率：G＝0.030/(0.785×12)=0.0382kmol/(s.m2)传质单元高度：HOG=G/Kya＝0.0382/0.0522=0.732m传质单元数：所需塔高:H=HOGNOG=0.732×11.79=8.63m欲回收二元理想混合物中的易挥发组分A。流程图如下。塔①和塔②的回流比R都为3。加料回流均为饱和液体。已知xF＝0.5,xD＝0.9,xB＝0.2,xG＝0.4(均为摩尔分数)，F＝100kmol/h。整个流程可使易挥发组分A的回收率达90％。试求：塔②的塔釜蒸发量（kmol/h）；（2）写出塔①中间段（F和G之间）的操作线方程。(1)

D=50kmol/h对①塔作物料衡算:F+G=D+BFxF+GxG=DxD+BxB（2分）即:100+G=50+B100×0.5＋0.4G=50×0.9+B×0.2计算得：G=25kmol/hB=75kmol/h对②塔有:V②＝（R②+1）G=(3+1)×25=100kmol/hV②’=V②-(1-q)B=100-(1-1)×75=100kmol/h(2)

取①塔F与G之间的第n板和塔顶作物料衡算：FxF＋V’yn＋1＝DxD＋L’xn

∵q=1∴V’=V-(1-q)F=V=(R+1)D＝4×50＝200kmol/hL’=L+qF=RD+qF=3×50+100=250kmol/h即＝1.25xn-0.025在连续干燥器中将物料自含水量为0.05干燥到0.005(均为干基)，湿物料的处理量为1.6kg/s，操作压强为1.103kPa。已知空气初温为20℃，其饱和蒸汽压为2.334kPa，相对湿度为0.5，该空气被预热到125℃后进入干燥器，要求出干燥器的空气湿度为0.024kgH2O/kg绝干气。假设为理想干燥过程，预热器热损失可忽略，试求：水分气化量W，kg/s绝干空气的消耗量V，kg/s空气离开干燥器的温度t2；（4）预热器的热负荷Q。(1)GC=G1（1-w1）=1.6×(1-0.0476)=1.52kg/s

W=GC(X1-X2)=1.52×(0.05-0.005)=0.068kg/s

(3)I1=(1.01+1.88H0)t1+2500H0=(1.01+1.88×0.007)×125+2500×0.007=145.4kJ/kgI2=I1=145.4kJ/kgt2=(145.4-2500×0.024)/(1.01+1.88×0.024)=81℃kg/kg干气(4)I0=(1.01+1.88×0.007)×20+2500×0.007=38.0kJ/kgQ=V(I1-I0)=4.02×(145.4-38)=431.7kJ/s用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质组分A。溶剂用量为15kg，混合液由1kgA和12kgB组成，B,S完全不互溶。在操作条件下，以质量比表示相组成的分配系数K＝2.6。试计算如下二种方案的最终萃余相组成x。（1）单级萃取；（2）将15kg萃取剂分两等份进行两级错流萃取；参考答案及评分标准：由于组分B，S完全不互溶，且K为常数，故可用解析法求解。（1）单级萃取：XF=1/12=0.08333Y0＝0；(2分)B=12kg，S＝15kg∵B(XF-X1)=S(Y1-Y0)Y1=KX1即：12×(0.08333-X1)=15Y1Y1=2.6X1解得X1＝0.01961(3分)（2）多级错流萃取：每级萃取剂用量为S1=0.5S=7.5kg;(2分)两级错流萃取相当于两次单级萃取。第1级：12×(0.08333-X1)=7.5Y1Y1=2.6X1

解得X1＝0.03174(3