化工原理试题下册.docx
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化工原理试题下册
菏泽学院
2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷（A卷）
班级:
___________学号:
___________姓名:
___________得分:
___________
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
成绩
复核
得分
阅卷
题目部分，（卷面共有36题,95分,各大题标有题量和总分）
一、判断题（15小题,共15分）
1．
在进行吸收操作时，在塔内任一截面上，吸收质在气相中的分压总是高于其接触的液相平衡分压，（ ）所以在y-x图上，吸收操作线的位置总是位于平衡线的上方。
（ ）
2．
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，此时推动力也最小。
（ ）
3．
计算填料吸收塔时，其N的含意是传质单元高度。
（ ）
4．
泛点气速是填料吸收塔空塔速度的上限。
（ ）
5．
若精馏段操作线方程y=0.75x+0.3，这绝不可能。
（ ）
6．
对于二元理想溶液，轻组分含量越高，则泡点越低。
（ ）
7．
精馏塔各板的效率均为50％时，全塔效率必定也是50％。
（ ）
8．
回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。
（ ）
9．
根据恒摩尔流假设，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。
（ ）
10．
在精馏塔内任意1块理论板，其气相露点大于液相的泡点。
（ ）
11．
在相同的外压及温度下，沸点越低的物质容易挥发。
（ ）
12．
气液两相在筛板塔的接触方式有鼓泡、泡沫和喷射三种接触状态，由于鼓泡状态气液接触面积小，所以工业上一般使用泡沫和喷射接触状态。
（ ）
13．
填料的等板高度HETP以大为好，HETP越大，分离越完善。
（ ）
14．
以最少量溶剂进行单级萃取计算，可以获得最大溶质浓度的萃取相和萃取液。
（ ）
15．
萃取是利用原料液中各组分的密度差异来进行分离液体混合物的。
（ ）
二、填空题（7小题,共15分）
1．
填料塔的等板高度（HETP）是指________。
2．
精馏操作的依据是 ，实现精馏操作的必要条件包括 和 。
3．
负荷性能图有 条线，分别是 、 、 、 和 。
4．
在同样空塔气速和液流量下，塔板开孔率增加，其漏液量________，压力降________。
5．
设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成
和易挥发组分的回收率不变，试定性判断改变如下操作参数（其他参数不变）时所需理论板将如何变化：
（1）增大回流比R，____________；
（2）提高操作压强p，__________；
（3）提高加料温度
，__________；（4）增大生产能力20％（仍能正常操作），__________。
6．
已知q=1.1，则加料中液体量与总加料时的比是________。
7．
在萃取操作的B-S部分互溶物系中加入溶质A组分，将使B-S互溶度_________；溶质A组分的量越大，B-S互溶度越_________；恰当降低操作温度，B-S互溶度_________；萃取操作中选择性系数趋于无穷出现在_________。
三、选择题（6小题,共12分）
1．
某精馏操作时，加料由饱和液体改为过冷液体，且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变，则此时塔顶组成
______，塔底组成
______，回流比R______，精馏段操作线斜率L/V______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定
2．
某板式塔的降液管面积为0.1
，板间距为450mm，液相负荷为100
，该塔盘在操作中可能发生
A、淹塔 B、过量雾沫夹带 C、漏液 D、过量气泡夹带
3．
某精馏塔维持其他条件不变，将加料板位置从最佳位置下移，则精馏段塔板数______，塔顶产品组成
______，塔底产品组成
______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定
4．
在B与S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂用量S增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度
_______。
A、增加 B、减小 C、不变 D、变化趋势不确定
5．
液液萃取是分离________。
A、气体混合物 B、均相液体混合物 C、非均相液体混合物 D、固体混合物
6．
湿空气在换热器中与传热介质进行热交换，
（1）如空气温度降低，其湿度肯定不变；
（2）如空气温度升高，其湿度肯定不变。
则正确的判断是_______。
A、两种提法都对 B、两种提法都不对
C、
（1）对，
（2）不对 D、
（2）对，
（1）不对
四、计算（4小题,共33分）
1．
在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa、25℃下用清水吸收混合气中的H2S，将其组成由2%降至0.1%（体积）。
该系统符合亨利定律。
亨利系数
。
若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比
及出口液相组成X1。
若压强改为1013kPa，其他条件，再求
及X1。
2．
101．33kPa、10℃时，氧气在水中的溶解度可用
表示。
式中
为氧在气相中的分压，kPa；x为氧在液相中的摩尔分数。
试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。
3．
在101.33kPa、0℃下的O2与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为13.33kPa和6.67kPa，又知扩散系数为0.185cm2/s，试计算下列两种情况下O2的传递速率，kmol/（m2
s）：
（1）O2与CO两种气体作等分子反向扩散；
（2）CO气体为停滞组分。
4．
某化工过程，先以苯为溶剂，再将苯蒸发到干燥的氮气中，所形成的混合气体，在30℃、1atm（绝压）下的相对湿度为
=60％，为回收混合气体中的苯，拟采用如下两种方法，试分别求出苯的回收率。
（1）将混合气体冷却至-11.5℃；
（2）将混合气加压至4atm（绝压），再冷却至30℃。
苯在-11.5℃和30℃时的饱和蒸气压分别为10mmHg和18mmHg。
五、思考问答（4小题,共20分）
1．
评价塔板性能的指标有哪些方面？
2．
全回流与最小回流比的意义是什么？
各有什么用处？
一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？
3．
温度对于萃取分离效果有何影响？
如何选择萃取操作的温度？
4．
固体物料与一定状态的湿空气进行接触干燥时，可否获得绝干物料？
为什么？
====~~~~菏泽学院
2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷（A卷）
答案部分，（卷面共有36题,95.0分,各大题标有题量和总分）
一、判断题（15小题,共20分）
1．对;对
2．对
3．错
4．对
5．对
6．对
7．错
8．错
9．错
10．错
11．对
12．对
13．错
14．错
15．错
二、填空题（7小题,共20分）
1．起一块理论板作用的填料层度
2．混合液中各组分的挥发度差异 塔顶液相回流 塔底上升蒸气
3．五 液相上限线 液相上限线 雾沫夹带线 漏液线 液泛线
4．增加；减少
5．减小；增加；增加；不变
6．1∶1
7．增大；大；减小；B-S完全不互溶物系中
三、选择题（6小题,共20分）
1．A；B；C；C
2．D
3．A;B;A
4．D
5．B
6．D
四、计算（4小题,共20分）
1．解：
（1）操作压强为101.33kPa
由题意可知
所以
故
由物料平衡
得出口液组成
（3）操作压强为1013kPa
则
由物料平衡
得出口液组成
2．解：
由题意可知，亨利定律适用于氧气溶解在水中状况。
根据题中所给
，可得
相平衡常数
又因为空气中氧气含量为21%，所以
因为氧气难溶于水，所以液体密度可近似等于纯水密度，设每立方米液体含有w克氧，故有
解得w=11.5g。
3．解：
（1）由题意知，O2（A）和CO（B）两种气体作等分子反向扩散，则
（2）O2（A）通过停滞组分CO（B）的扩散
4．解：
30℃，1atm（绝压）下混合气的湿度为
（kg苯/kg氮气）
（1）混合气冷却至-11.5℃时，
=1，
=10mmHg,则混合气的湿度为
（kg苯/kg氮气）
假定干燥氮气的流率为G，则苯的回收率
（2）将混合气压缩到4atm（绝压），再冷却至30℃时，混合气被压缩，其湿度不变；因混合气仍与液苯接触，故加压后冷却至30℃时的湿度为
（kg苯/kg氮气）
则苯的回收率
说明：
（1）混合气的湿度可用公式计算，但系数不是0.622，而是
。
（2）混合气冷却至-11.5℃时苯的饱和蒸气压
=10mmHg,而原混合气在30℃时的苯蒸气分压
，说明混合气中会有苯析出，混合气为饱和状态，此时
=1。
（3）混合气被压缩到4atm绝压），则其苯蒸气分压也增加到原来的4倍，即
=283.2mmHg,而冷却至30℃后，其饱和蒸气压
=118mmHg，所以
，混合气仍为饱和状态。
五、思考问答（4小题,共20分）
1．评价塔板性能指标主要有：
塔板效率（包括总板效率、单板效率和点效率），通量和操作弹性等。
2．全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。
开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比，至规定回流比。
最小回流比，是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择适宜回流比的依据。
一般适宜回流比是最小回流比的1.1~2.0倍。
3．温度升高，分层区面积缩小，对于萃取分离是不利的，此外温度变化还可能引起物系类型的改变，如升高温度可使II类物系变成I类物系，所以萃取一般选择低温下操作。
4．不行。
因物料即使干燥至极限时还含有水分，此水分即为平衡水分。
在一定干燥条件下此水分是不能除去的。
试卷指标统计数据
总题量
总分值
36
95
章节编码
题量
分值
章节说明
06
8
30
吸收及吸收塔
07
3
10
蒸馏
08
16
25
精馏及精馏塔
09
6
15
萃取
10
3
15
干燥及其他传质分离方法
难度编码
题量
分值
难度说明
1
25
55
易
2
11
40
中
题型编码
题量
分值
题型说明
01
15
15
判断题
02
7
15
填空题
03
6
12
选择题
04
4
33
计算
05
4
20
思考问答
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