化工原理试题及答案

化工融试卷（A）

考试科目：化年理（T）考试日期：2011.01.命题教师:

学院：专业班级：学生姓名:学号：

任课教师：课序号:座位号:

题号■二三四五六总分

评分

评卷入

填空（20分，每空1分）

1、漂流因子是指在单向扩散时因存在_而使A的传递速率比增大的倍数,

其值恒1。

2、用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，当气体处理量增大，若按比例增大吸收剂的流量

（即L/G不变），则Kya,HOG,NOG,吸收率

3、己分析测得精储塔内四股物料的组成为

0.52,0.71,0.73,0.84,试找出其对应值

X5=ys=

X6=y6=

4、填料塔与板式塔相比较，操作范围、压降；而

对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则（不适合，

更适合）

5、萃取操作中选择性系数是指，

B-S完全不互溶时，选择性系数趋于o

6、常压25c下，木炭与空气一水系统的平衡关系为:*=100%,X*=0.12：

4）=20%,X*=0.032,现木炭的含水量为0.18,令其与25℃,加=20%的空气接触,

则结合水为，非结合水为，自由水为,平衡水又为。

二、选择题（20分，每空2分）

1.一个液膜控制的吸收过程，为加大吸收速率，可采取和等措施。

A.增大气相湍动B.增大液相湍动C.采用物理吸收D.采用化学吸收

2.在常压塔中用水吸收二氧化碳,ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总

系数,m为相平衡常数,则o

A.为气膜控制且Ky^kyB.为液膜控制且Ky^kx

C.为气膜控制且Ky^kx/mD.为液膜控制且Ky^kx/m

3.对于某理想溶液的平衡蒸镭，若维持进料量F、物料温度tF、蒸发室压强P不变，而将

物料浓度XF增加，则气相镭出物组成XD,气相循出物量D

A.变大B,变小C.不变D.不确定

4.用精储塔分离某二元混合液，进料量为10kmol/h,原料液组成XF为0.6,若要求储出

液组成XD不小于0.9,则最大偏出液量为；

A.6.67kmol/hB.6kmol/hC.9kmol/hD.不确定

5.气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和

A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带

6.进行萃取操作时应使：

A分配系数大于1B分配系数小于1

C选择性系数大于1D选择性系数小于1

7.当空气湿度和温度一定时,相对湿度与总压的关系是。

A,成正比B,成反比C,无关D,不确定

三、简答题（每题5分，共10分）

1.特殊精储指的是哪两种？各适用于什么情况？

2.对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精锵分离？

四、（20分）在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。进塔煤气中苯的初始

浓度为0.02（摩尔分率，下同），操作条件下气液平衡关系为y=0.125x,操作液气比为

0.18,进塔洗油中苯的浓度为0.003,出塔煤气中苯浓度降至0.002。因脱吸不良造成进塔洗

油中苯的浓度为0.006,试求此情况下（1）出塔气体中苯的浓度；（2）吸收推动力降低的

百分数？

五、（15分）某精储塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知XF=0.5（摩尔

分率，下同），XD=0.95,xw=0.1,回流比R=1.5,泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝

器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度a=2.25,

试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度;

（2）塔顶采出率D/F。

饱和水蒸汽

六、（15分）某湿物料的初始含水量为5%,干燥后的含水量为1%（即为湿基），湿物料处

理量为0.5kg/s,空气的初始温度为20℃,初始湿含量为0.005kg水/kg干空气。将空气预热

至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，废气的出

口温度为70℃,试求：（1）干空气用量及废气出口的湿度比

⑵此干燥过程预热器所需供热量及热效率各为多少？

化工原理试卷（A）

考试科目：化工和TF）考试日期：2011.01.命题教师:

学院：专业班级：学生姓名:学号：

任课教师：课序号:座位号:

二三四五六总分

评分

平卷入

二.填空（20分，每空1分）

1、对流传质理论中较重要的有，和

2、已分析测得精微塔内四股物料的组成为

0.52,0.71,0.73,0.84,试找出其对应值

X5=J5=

配=%=3、填料塔与板式塔相比较，操作范围、压降：

而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则（不适

合，更适合）

4、对于部分互溶物系的萃取操作中，溶质A的加，B与S的互溶度，当A的加入至某

一浓度时，两共规相将变为，此点称为，一般（在，不在）溶解度曲线的最高点。

5、在萃取的设计中，通常将粘度或者润湿性的液体作为分散相。

6、常压25c下，木炭与空气一水系统的平衡关系为：4）=100%,X*=0.12；

d）=20%,X*=0.032,现木炭的含水量为0.18,令其与25℃,巾=20%的空气接触,

则结合水为，非结合水为，自由水为,平衡水又为。

二、选择题（20分，每空2分）

1.在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总

系数,m为相平衡常数,则o

A.为气膜控制且Ky^kyB.为液膜控制且Ky^kx

C.为气膜控制且Ky^kx/mD.为液膜控制且Ky^kx/m

2.对于某理想溶液的平衡蒸饰，若维持进料量F、物料温度tF、蒸发室压强P不变，而将

物料浓度XF增加，则气相镭出物组成XD,气相镯出物量D。

A.变小B.变大C.不变D.不确定

3.用精饱塔分离某二元混合液，进料量为10kmol/h,原料液组成XF为0.6,若要求镭出

液组成XD不小于0.9,则最大储出液量为；

A.6.67kmol/hB.6kmol/hC.9kmol/hD.不确定

4.气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和

A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带

5.进行萃取操作时应使：

A分配系数大于1B分配系数小于1

C选择性系数大于1D选择性系数小于1

6.单级（理论级）萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶

剂，则萃取相量与萃余相量之比将______。

A不变B降低C增加D不定

7.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可

使萃余相分率<.

A增大B减少C基本不变D增大、减少都有可能

8.当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是。

A,成正比B,成反比C,无关D,不确定

三、简答题（每题5分，共10分）

1.特殊精储指的是哪两种？各适用于什么情况？

2.对于混合液体的分离，什么情况下选择萃取操作，而不选择精播操作？

四、（15分）某精储塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知XF=0.5（摩尔

分率，下同），XD=0.95,XW=0.1,回流比R=1.5,泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝

器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度a=2.25,

试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度;

（2）塔顶采出率D/F。

饱和水蒸汽

五、（20分）某混合物含溶质A为40%,稀释剂B为60%,拟用单级萃取进行分离，要

求萃取液中含A的浓度X°A不超过20%,某操作温度下，溶解度曲线如图，分配系数kA=l,

试求：

（1）此单级萃取所需的溶剂比S/F为多少？萃余率RXATFXFA为多少？此时选择性系数B

为多少？

（2）若降低操作温度，使两相区域增大为如图虚线所示，假设分配系数kA不变，溶剂比

S/F不变，试分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的浓度和过程的选择性系

数如何变化？

A

六、（15分）某湿物料的初始含水量为5%,干燥后的含水量为1%（即为湿基），湿物料处

理量为0.5kg/s,空气的初始温度为20℃,初始湿含量为0.005kg水/kg干空气。将空气预热

至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出

口温度选定为70℃,试求：

（1）干空气用量及废气出口的湿度Hi

（2）此干燥过程所需预热器供热量及热效率各为多少？

11年《化工原理》（下）A卷答案及评分标准

填空（20分，每空1分）

1.主体流动等分子反向扩散大于2.增大增大降低降低

3.工5=0.71”=0.8446=0.52），6=0.734.小低更适合

5.萃取相中溶质的质量分率与萃余相中溶质的质量分率之比值无穷大

6.0.120.060.1480.032

二、选择题（20分，每空2分）

1.BD2.D3.CB4.A5.AB6.C7.A

三、简答题（每题5分，共10分）

1.答：特殊精储是指恒沸精储和萃取精储

恒沸精镭适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精储不能分离彻底时；

萃取精镭则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精编需要的理论板太多，回流比

太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。

2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精储方法不能分离或很不经济；

②混合液浓度很稀，采用普通精储方法能耗过大；

③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。

四、20分解:原工况:

S=—==0.6944

L0.18

1In(l—S)工工+S

1-5y2-m%

1,““八/40.02—0.125x0.003小……-

N°GIn(1-0.6944----------------------------+0.6944=4.837

1-0.69440.002-0.125x0.003

X一％”竺竺丝0.0037217分

△%

4.837

分

新工况：HOG=HiyiiZzs=s3

,八0.02—0.125x0.006人…

NOG—NQQIn(1-0.6944-----------------------+0.6944=4.837

1-0.6944y2-0.125x0.006

解得必=0.0023445分

y-yi0.02-0.002344

Ay=}0.00365C

mNa，4.837

△%-Ay加=0.003721-0.003650=口。1908=L9

Av,”0.003721

五、15分（1）精储段操作线方程为:

Rx1.50.95

X..+D=1X..+=0.6x“+0.38

R+l"R+12.5"2.53分

%=巧)=0.95

2分

X0.95

苞=0.894

a-(a-l)y2.25-1.25x0.95

t2分

玉

y2=0.6+0.38=0.6x0.894+0.38=0.916

(2)

尸+s=o+w

.FXF=DXD+敝困

S=V/=(7?+l)D+(^-l)F

F+S=D+W

■FxO.5=DxO.95+WxO.l

gp[s=Vr=2.5D+(l-l)F

—=0.36

解之得：F6分

六、15分解：（1）当出口气体温度选定为Z2=70℃时,Il=l2

(1.01+1.88"”i+250041-1.0吗

H?

2500+1.8&2

C1.01+1.88x0.005)x150-2500x0.005-1.01x70

0.036kg水/kg干空气4分

2500+1.88x70

所需空气量可由物料衡算式求出

GcCXi-X2）=V（H2-Hi）

0.050.01

,Y、0.5x(l-0.05)x()

RYy=Ge%-X?)=_1_-_0_._0_5___1_-_0_._0_1

-=0.652kg干空气/s

0.036-0.005

4分

所需供热量和热效率分别为

Q=V(1.01+1.88%)(n-/2)

=0.652x(1.01+1.88x0.005)x(150-20)=86.3kJ/s4#

150-70

=0.6153分

150-20

11年《化工原理》（下）A卷答案及评分标准

填空（20分，每空1分）

1.有效膜理论，溶质渗透理论，表面更新理论

2.X5=0.71y5=0.84X6=0.52y6=0.733.小低更适合

4.加大一相临界混溶点不在

5.大较差6.0.120.060,1480.032

二、选择题（20分，每空2分）

1.D2.CB3.A4.AB5.C6.C7.B8.A

三、简答题（每题5分，共10分）

1.答：特殊精储是指恒沸精福和萃取精储

恒沸精储适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精循不能分离彻底时；

萃取精储则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精储需要的理论板太多，回流比

太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。

2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精储方法不能分离或很不经济：

②混合液浓度很稀，采用普通精慵方法能耗过大；

③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。

四、15分（1）精微段操作线方程为:

Rx1.50.95

DH-----=0.6x“+0.38

2寸+-----=----Xn

R+12.5"2.53分

必=入=0.95

2分

X0.95

西==0.894

a-(a-\)y,2.25-1.25x0.95