化工原理試卷A及答案

1、（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）20142015學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷主考教師：陸杰、劉錫建、王遠(yuǎn)強學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院 班級 姓名 學(xué)號化工原理（二）課程試卷A參考答案（本卷考試時間 120分鐘）題號一一二四五六七八九十總得分題分2020107101815100得分、填空題（每空1分，共20分）1、精鐳過程是利用多次部分汽化 和多次部分冷凝的原理進(jìn)行的,實現(xiàn)精儲操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底產(chǎn)生上升蒸汽。2、在溫度一組成（t-x-y）圖中，氣液兩相呈平衡狀態(tài)時，氣液兩相溫度 相等 但氣相組成 大于 液相組成。3、全回流時，塔頂產(chǎn)品量為 0,回流比 無窮大,全回流適用的場合通常是 精微生產(chǎn)開工

2、或?qū)嶒炑芯?。4、當(dāng)分離要求和回流比一定時， 過熱蒸氣 進(jìn)料的q值最小，此時分離所需的理論板數(shù) 最多。5、吸收是利用各組分溶解度不同而分離氣體混合物的單元操作，當(dāng)氣相中溶質(zhì)的的實際分壓超王與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時，溶質(zhì)從氣相向液相轉(zhuǎn)移，發(fā)生吸收過程。6、易溶氣體的吸收過程屬于 氣膜 控制過程，傳質(zhì)總阻力主要集中在2膜 側(cè)，提高傳質(zhì)速率的有效措施是提高 氣 相流體的流速和湍動程度。7、恒速干燥階段也稱為表面汽化控制階段，降速階段也稱為內(nèi)部遷移控制階段。8、飽和空氣中冷卻， 濕度 降低,露點溫度 降低。二、選擇題（每題2分，共20分）1、對吸收操作有利的條件是：（D ）（A）操作溫度高、壓強高 （

3、B）操作溫度高、壓強低（C）操作溫度低、壓強低 （D）操作溫度低、壓強高2、精儲過程中在精微塔中每一塊塔板上（C ）。(A) 只進(jìn)行傳質(zhì)(B) 只進(jìn)行傳熱(C) 同時進(jìn)行傳熱傳質(zhì)(D) 有時進(jìn)行傳熱，有時傳質(zhì)3、操作中的精餾塔，保持q、F、 xD 不變，減小 xF ，則( C ) 。(A)D 增大，R 減小(B)D 不變，R 增加(C)D 減小，R 增加(D)D 減小，R 不變4、精餾塔的塔板上，比較理想的氣液接觸狀態(tài)是(D ) 。(A)鼓泡狀和蜂窩狀(B) 鼓泡狀和泡沫狀(C) 蜂窩狀和噴射狀(D) 泡沫狀和噴射狀5、吸收過程的推動力是(D ) 。(A)濃度差 (B)溫度差(C)壓力差 (D

4、)實際濃度與平衡濃度差6、已知 SO2水溶液在三種溫度 ti、t2、t3下的亨利系數(shù)分別為Ei=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm ，則(A ) 。(A)t1<t2(B) t3>t2(C) t1>t2(D) t3<t17、低濃度逆流吸收操作中，若其他操作條件不變，僅增加入塔氣量，則氣相總傳質(zhì)單元高度 H OG 將( A )(A) 增大(B) 減小(C) 不變(D) 不能判斷8、在101.33kPa總壓下，濕空氣中水蒸氣分壓為10.33 kPa,其濕度值為(D ) kg/kg絕干氣。(A) 0.1136(B) 0.1019(C) 0.0

5、756(D) 0.07069、用相對濕度值可以判斷該濕空氣能否作為干燥介質(zhì)， 值越小，吸濕能力( C )(A)不變 (B)越小 (C)越大 (D)不確定10、物料的平衡水分一定是( C )(A) 非結(jié)合水分(B) 自由水分(C) 結(jié)合水分(D) 臨界水分三、 ( 10 分) 在常壓操作的連續(xù)的精餾塔，分離含甲醇與水溶液，其中甲醇含量為0.4(均為摩爾分?jǐn)?shù)，下同) ，原料液的流量為 100kmol/h ，進(jìn)料為氣液混合進(jìn)料， q 為 0.8，餾出液組成為0.95，釜液組成為0.04，回流比為 2.5 。假設(shè)塔內(nèi)氣、液均為恒摩爾流動。試求： (1)產(chǎn)品的流量D、 W， kmol/h ； (5 分)

6、( 2)精餾段下降液體流量和提餾段的上升蒸汽流量，kmol/h 。 (5 分)解： ( 1 )由全塔物料衡算得(2)L RD 2.5 39.6 99kmol/h四、(7分)已知在101.3kPa (絕壓)下，摩爾濃度為 0.5824kmol/m 3的氨水溶液上方的平衡氨分壓PNH3987Pa 。 (假設(shè)：在上述范圍內(nèi)氣液平衡關(guān)系服從亨利定律。氨水密度為1000kg/m3)試求： ( 1 )溶解度系數(shù)H ； ( 3 分)（2）亨利系數(shù)E; （2分）（3）相平衡常數(shù)m。（2分）解：（1）根據(jù)已知條件 H EMsE 94100045.9 10 4（3） m - 0.928P 101.3五、（10分）

7、一連續(xù)干燥器中，每小時處含水量為8%的濕物料1000kg,經(jīng)干燥后物料含水降至2% （均為濕基），濕度為0.009kg水/kg絕干氣的空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱至120 c進(jìn)入干燥器，出干燥器時降溫至 45 C,濕度為0.022kg水/kg絕干氣。（1）空氣在進(jìn)出干燥器的焰的變化；（4分）（2）水分蒸發(fā)量；（3分）（3）空氣的消耗量及單位空氣消耗量。（3分）解：（1） I1 （1.01 1.88H1）t1 2490H1（2）水分蒸發(fā)量GG*(1 內(nèi))=1000*(1-0.08)=920kg/h第一種解方法：G2 Gi(1 W)/(1 W2) 920/(1 0.2) 938.8kg/hW G1 G2=10

8、00-938.8=61.2kg/h=0.017kg/s第二種解方法：代入數(shù)據(jù)解得W=61.2kg/h（3）空氣的消耗量。六、（本題18分）某一常壓連續(xù)精微塔內(nèi)對苯-甲苯的混合液進(jìn)行分離。原料液組成為0.35（摩爾分率，下同），該物系的平均相對揮發(fā)度為2.5,飽和蒸汽進(jìn)料。進(jìn)量流量為100kmol/h ,塔頂產(chǎn)品采出流量為 40kmol/h ,精微段操作線方程為 yn 10.75xn0.20求：（1）儲出液組成和釜液組成；（4分）（2）提儲段操作線方程式；（5分）（3）最小回流比；（5分）（4）若塔頂?shù)谝粔K板下降的液相組成為0.65,該板的氣相默夫里效率EmV,1。（4分）解：（1）根據(jù)精微段操

9、作線方程得0.750.2XR1Xd3-1xD = 0.8D W F根據(jù)物料衡算Dxd Wxw FxfD= 40kmol h-1W = F D= 100 -40 = 60 kmolh-140 W 100xw = 0.0540 0.8 60xW100 0.35(2) L= RD = 3 40 = 120 kmol h-1Qym1L qF xL qF W mWxw , q= 0L qF W（3）已知飽和蒸汽進(jìn)料，所以yq xF0.35*(4) y12.5x11 (2.5 1)x12.5 0.651 (2.5 1) 0.650.823y2 = 0.75 0.65 + 0.2 = 0.688 XD=y 1 = 0.8七、（15分）某逆流吸收塔，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中的可溶組分。氣體入塔濃度為0.01 （摩爾分率），回收率為0.9。平衡關(guān)系為 Y* = 2X ,且知操作液氣比為最小液氣比的 1.2倍，氣 相傳質(zhì)單元高度 Hog = 0.9m。試求：（1）操作液氣比L/V; （5分）（2）所需塔的填料層高度 Z, m； （6分）（3）若該塔操作時，