化工原理试题1.docx
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化工原理试题1
化工原理(下)试题一
[一]单选择题
(1)x08a02086
选择题:
(按a.增加、b.减少、c.不变、d.不定,填入括号内)
随温度增加,气体的溶解度( ),亨利系数E( )。
(2)x08b02029
在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气膜传质分系数ky=2kmol/(m2⋅h),气相总传质系数Ky=1.5kmol/(m2⋅h),平衡关系y=0.5x。
则该处气液界面上气相浓度yi应为__________。
(A)0.02; (B)0.01; (C)0.015; (D)0.005
(3)x09a02069
某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x=0.6相应的泡点为t,与之相平衡的汽相组成y=0.7,相应的露点为T,则:
( )。
(A)t=T (B)t<T
(C)t>T (D)不能判断
(4)x09b02085
某真空操作精馏塔,因故真空度减小,则塔底残液xW变化为________。
(1)变大
(2)变小 (3)不变 (4)不确定
(5)x10b02022
下列情况中,________不是诱发降液管液泛的原因。
(1)液、气负荷过大
(2)过量雾沫夹带
(3)塔板间距过小 (4)过量漏液。
(6)x10b02101
浮阀塔与泡罩塔比较,其最主要的改进是________。
(1)简化塔板结构
(2)形成可变气道,拓宽高效操作区域;
(3)提高塔板效率 (4)增大气液负荷
(7)x11a02003
已知湿空气的下列哪两个参数,利用H—I图可以查得其他未知参数?
⎽⎽⎽⎽⎽⎽
(A)(t,tw) (B)(td,H) (C)(P,H) (D)(I,tw)
(8)x11b02020
在某常压连续干燥器中采用废气循环操作,即由干燥器出来的一部分废气(tB,HB)和新鲜空气(t0,H0)相混合,混合气(tM,HM)经预热器加热到tN、HN状态后送入干燥器进行等焓干燥过程。
已知水分蒸发量为W,则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空气量L为______。
(A)L=W/(HB-HN);(B)L=W/(HB-HM) ;(C)L=W/(HB-H0);(D)L=W/(HM–H0)。
(9)x12a02001
在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S互溶度__________。
恰当降低操作温度,B-S互溶度__________。
(1)增大,
(2)减小, (3)不变, (4)不确定
(10)x12b02004
一般情况下,原溶剂B组分的分配系数kB值________。
(1)大于1;
(2)小于1; (3)等于1; (4)难以判断,都有可能。
[二]填空题
(1)t08a02070
对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的HOG将_____,NOG将_____(增加,减少,不变)。
(2)t08b03013
①解吸时溶质由_____向_____传递;
②溶解度很大的气体,属于______控制;
③在逆流操作的填料塔中,当吸收因数A<1时,若填料层高H=∞,则气液两相将于
塔____达到平衡。
(3)t09a02081
简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。
(4)t09a03068
溶液的相对挥发度α的表达式为__________ 。
α>1表示组分A和B_______
_____ __,α=1则表示组分A和B__________________________________。
(5)t10a03008
填料塔是连续接触式气液传质设备,塔内____为分散相,____为连续相,为保证操作过程中两相的良好接触,故填料吸收塔顶部要有良好的_________装置。
(6)t10a03009
任写出浮阀塔三种不正常操作情况:
(1)___________________(2)_________________(3)_______________。
(7)t11b03019
对于为水蒸气所饱和的空气,其干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas及露点温度td间的大小关系是:
t tw tas td。
(8)t12a01001
萃取过程是指____________________________________________________ __的过程。
[三]计算题 j08b20024
用填料塔从一混合气体中吸收苯。
进塔混合气体含苯5%(体积百分数),其余为惰性气体。
回收率为95%。
操作压强为104kPa,温度为25℃,进塔的混合气体量为1000m3/h。
吸收剂为不含苯的煤油,煤油的耗用量为最小用量的1.5倍,气液逆流流动。
已知该系统的平衡关系为Y=0.14X(式中Y、X均为摩尔比),气相总体积传质系数KYa=125kmol/(m3⋅h),煤油的平均分子量为170,塔径为0.6m。
试求:
(1) 煤油的耗用量,kg/h;
(2) 煤油的出塔浓度x1(摩尔分率);
(3) 填料层高度;
(4) 欲提高回收率,可采用那些措施?
(简单说明理由)
[四]计算题 j09b20101
在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液,混合液的流量为1000kmol/h,其中含苯40%,要求塔顶馏出液中含苯90%,塔釜残液中含苯2%(均为摩尔分率)。
泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,取回流比为最小回流比的1.5倍。
全塔平均相对挥发度为2.5。
试求:
(1) 塔顶与塔底产品量D、W;
(2) 回流比R;
(3) 精馏段操作线方程;
(4) 从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成;
(5)若在塔操作中,将进料状态改为饱和蒸汽进料,而保持F、R、D、xF不变,此时能否完成分离任务?
简单分析为什么?
[五]计算题 j11a10084
在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),干燥介质为373K的热空气,其中所含水汽的分压为1.0kN/m2,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器,试求:
(1)水分蒸发量;
(2)所需要的新鲜空气量。
水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m2,湿空气的总压为101.3kN/m2。
[六]计算题 j12b10009
采用纯溶剂进行单级萃取。
已知料液组成xF=0.3(质量分率,下同),选择性系数为6,在萃余相中
,kA<1。
试求:
(1)萃取液量与萃余液量的比值;
(2)溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min多少倍?
(用线段表示)
化工原理(下)试题一(答案)
[一]单选择题
(1) x08a02086 (题分:
2)
b a
(2) x08b02029 (题分:
2)
(B) 理由:
∴
(3) x09a02069 (题分:
2)
A
(4) x09b02085 (题分:
2)
(1)
理由:
真空度减小,
,相平衡曲线靠近对角线。
每块理论塔板的分离能力减小,故塔顶分离程度下降,即xD变小,塔底的分离程度也下降,即xW变大。
(5) x10b02022 (题分:
2)
(4)
(6) x10b02101 (题分:
2)
(2)
(7) x11a02003 (题分:
2)
(A)
(8) x11b02020 (题分:
2)
C
(9) x12a02001 (题分:
2)
(1)
(2)
(10) x12b02004 (题分:
2)
(2)
[二]填空题
(1) t08a02070 (题分:
2)
不变;增加 (1分)
(2) t08b03013 (题分:
3)
① 液相 气相 ② 气膜 ③ 塔底
(3) t09a02081 (题分:
2)
降低, 升高
(4) t09a03068 (题分:
3)
或
, 可以分离, 不能用普通精馏方法加以分离。
(5) t10a03008 (题分:
3)
液体 气体 液体分布
(6) t10a03009 (题分:
3)
严重漏液、严重气泡夹带、降液管液泛、严重雾沫夹带、液相不足。
(7) t11b03019 (题分:
3)
=、=、=
(8) t12a01001 (题分:
1)
在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂
[三]计算题 j08b20024 (题分:
20)
(1)
;
(2)
(3)
(4)欲提高回收率,可增大液相流率、增大塔高、提高操作压力等。
增大液相流率,可增大液相侧湍动程度、降低总传质阻力,从而提高传质速率和回收率。
增大塔高,可使气液传质面积增大,增大传质量,从而提高回收率。
提高操作压力,可使相平衡常数变小,从而增大传质推动力,提高传质速率和回收率。
[四]计算题 j09b20101 (题分:
20)
(1)
即
解之得:
D=431.82kmol/h
W=568.18kmol/h
(2)泡点进料,
(3)精馏段操作线方程:
(4)F、R、D不变,而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时,q↓,故
随q↓而↓,
,提馏段塔板分离能力↓,xW必,又由全塔物料衡算可知,xD↓。
可见不能完成分离任务。
[五]计算题 j11a10084 (题分:
10)
1.求W
W=Gc(x1-x2)
G1=1000kg/h=0.278kg/s
∴Gc=0.278(1-0.4)=0.167kg/s
x1=w1/(1-w1)=0.40/(1-0.40)=0.667kg/kg绝干料
x2=w2/(1-w2)=0.05/(1-0.05)=0.053kg/kg绝干料
∴W=Gc(x1-x2)=0.167(0.667-0.053)=0.1025kg/s
2.求H1
H1=0.622p/(P-p)=0.622×1.0/(101.3-1.0)=0.0062kg/kg干空气
3.求H2
H2=0.622ψp/(P-ψp)=0.622×0.7×7.4/(101.3-0.7×7.4)=0.0335kg/kg干空气
4.求L
L=W/(H2-H1)=0.1025/(0.0335-0.0062)=3.76kg干空气/s
进口的湿空气量=L(1+H1)=3.76(1+0.0062)=3.783kg/s
[六]计算题 j12b10009 (题分:
10)
(1)
又
解之得:
(2)如图所示,连SE0、SR0交溶解度曲线于E、R点,连R、E交FS于点M,又FS与溶解度曲线左交点为M'。
化工原理(下)试题二
[一]单选择题
(1)x08a02023
只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行,直至达到一个新的平衡为止。
(A)大于 (B)小于 (C)等于 (D)不等于
(2)x08a03091 选择题:
(请按a.增加、b.减少、c.不变,填入括号内)
在常压下用水逆流吸空气中的CO2,若将用水量增加,则出口气体中的CO2含量将( ),气相总传质系数Ky将( ),出塔液体中CO2浓度将( )。
(3)x09a02001
二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。
(A)平衡线;(B)操作线与q线;(C)平衡线与操作线;(D)平衡线与q线。
(4)x09b02070
连续稳定进料操作的精馏塔,其提馏段液汽比总是大于1和精馏段液汽比总是小于1。
___
(1)对;
(2)错; (3)不确定
(5)x11a05016
①湿物料的平衡水份一定是( )
(A)非结合水份;(B)自由水份;(C)结合水份;(D)临界水份
②空气温度为t0,湿度为H0,相对湿度为φ0的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1,相对湿度为φ1,则有( )
(A)H1>H0; (B)φ0>φ1 ;(C)H1 ③在恒定干燥条件下,将含水20%的湿物料进行干燥,开始时干燥速率恒定,当干燥至含水量为5%时,干燥速率开始下降,再继续干燥至物料恒重,并测得此时物料含水量为0.05%,则物料的临界含水量为( )
(A)5%;(B)20%;(C)0.05%;(D)4.55%
④空气的干球温度为t,湿球温度为tw,露点为td,当空气的相对湿度φ=98%时,则( )
(A)t=tW=td;(B)t>tw>td;(C)ttW=td
(6)x12a02003
进行萃取操作时应使______ __
(1)分配系数大于1;
(2)分配系数小于1;
(3)选择性系数大于1; (4)选择性系数小于1。
[二]填空题
(1)t08a02040
在设计吸收塔时,增加吸收剂用量,将使操作线的斜率_______ ___和吸收过程的推动力(Δym)____ ____。
(2)t08a02905
通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。
(A)回收率趋向最高 (B)吸收推动力趋向最大
(C)操作最为经济 (D)填料层高度趋向无穷大。
(3)t09a02096
全回流时,精馏段操作线方程为________ __,提馏段操作线方程为____ ____。
(4)t09b03100
精馏操作的依据是_______________________________________________ ___。
实现精馏操作的必要条件包括___________________________________________ _
和_______________________________ ____________。
(5)t10a05023
板式塔从总体上看汽液两相呈___ _____接触,在板上汽液两相呈________接触。
板式塔不正常操作现象通常有______________________,________________________
和____________________________。
(6)t11a02031
恒定的干燥条件是指空气的_________ ____、_______ _____、________ ___以及
__________ ____都不变。
(7)t12a04003
萃取操作依据是________________________________________ ___。
选择萃取剂的主要原则有____________________________、____________________________
和_________________________________。
[三]判断题
(1)z10a02001
在同样空塔气速和液体流量下,塔板开孔率增加:
(1)其漏液量也增加; (对,错)
(2)压力降必减少。
(对,错)
(2)z10b02003
只要塔板间距足够高,
(1)就可以消除雾沫夹带; (对,错)
(2)但不一定避免降液管液泛。
(对,错)
[四]计算题 j08b20005
某厂吸收塔填料层高4m,用水吸收尾气中的公害组分A。
在此情况下,测得的浓度如图所示。
已知平衡关系为y=1.5x,求:
(1) 气相总传质单元高度;
(2) 操作液气比为最小液气比的多少倍;
(3) 由于法定排放浓度y2必须≤0.002,所以拟将填料层加高,若液气比不变,问填料层应加高多少;
(4)
画出加高前后,吸收操作线的示意图。
[五]计算题 j09b20007
拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分含量为40%(mol%下同)、流量为100kmol/h的料液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料,回流比为最小回流比的1.5倍,全塔效率E0为0.7。
操作条件下物系的平衡关系见附图。
试求:
⑴完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置;
⑵若F、xF和E0不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的措施有哪些?
[六]计算题 j11a10082
在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经干燥物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为0.009kg水/kg绝干气,离开干燥器时湿度H为0.039kg水/kg绝干气,假定干燥过程中无物料损失,试求:
(1)水分蒸发量W(kg水/h);
(2)空气消耗量L(kg绝干气/h);原湿空气消耗量L(kg原空气/h);
(3)干燥产品量G(kg/h)。
[七]计算题 j12b10006
用纯溶剂S进行单级萃取,
=0.15(质量分率,下同),萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓度相同,采用溶剂比S/F为1。
试求:
(1)选择性系数β;
(2)当溶剂用量为最少时,求萃取液浓度
。
(设所涉及范围内分配系数
均相同)
化工原理(下)试题二(答案)
[一]单选择题
(1) x08a02023 (题分:
2)
(A)
(2) x08a03091 (题分:
3)
b a b
(3) x09a02001 (题分:
2)
B
(4) x09b02070 (题分:
2)
(1)
(5) x11a05016 (题分:
5)
C B A B
(6) x12a02003 (题分:
2)
(3)
[二]填空题
(1) t08a02040 (题分:
2)
变大,变大
(2) t08a02905 (题分:
2)
(D)
(3) t09a02096 (题分:
2)
(4) t09b03100 (题分:
3)
混合液中各组分挥发度的差异
由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。
(5) t10a05023 (题分:
5)
①逆流 ②错流 ③过量液沫(雾沫)夹带 ④溢流液泛(或液泛) ⑤严重漏液
(6) t11a02031 (题分:
2)
湿度、温度、速度、与物料接触的状况。
(7) t12a04003 (题分:
4)
溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异。
较强溶解能力、较高选择性、易于回收。
[三]判断题
(1) z10a02001 (题分:
2)
(1)对;
(2)对
(2) z10b02003 (题分:
2)
(1)错;
(2)对
[四]计算题 j08b20005 (题分:
20)
解:
(1) y1e=1.5×x1=1.5×0.008=0.012
Δy1=0.02-0.012=0.008, Δy2=0.004
Δym=(0.008-0.004)ln(0.008/0.004)=0.00577
NOG=(0.02-0.004)/0.00577=2.77
∴HOG=4/2.77=1.44m
(2) L/G=(0.02-0.004)/0.008=2 (L/G)min=(0.02-0.004)/(0.02/1.5)=1.2
∴(L/G)/(L/G)min=2/1.2=1.67
(3) x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.02-0.002)/2=0.009
y1e=1.5x=0.0135
Δy1=0.0065, Δy2=0.002
Δym=0.00382
NOG=4.71
H=HOG×NOG=1.44×4.71=6.80m
∴加高6.80-4=2.8m
(4) 如图。
[五]计算题 j09b20007 (题分:
20)
解:
1.D=ηFxF/xD=0.9×100×0.4/0.92=39.13kmol/h; W=60.9kmol/h
xW=0.1FxF/W=0.1×100×0.4/60.9=0.0656
∵q=1 ∴xe=xF=0.4 查图得ye=0.61
Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.92-0.61)/(0.61-0.4)=1.48
R=1.5×1.48=2.2, yc=xD/(R+1)=0.92/3.2=0.29,
在y-x图中绘图得:
NT=15-1=14块(未包括釜),Ne=14/0.7=20块(不包括釜)
NT精馏=5块;Ne精馏=5/0.7=7.14,取8块,∴第九块为实际加料板。
2.可用措施:
⑴加大回流比,