郑州轻工业学院化工原理下册试题.docx

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郑州轻工业学院化工原理下册试题

化工原理（下）试题二十一

题序

一

二

三

四

五

六

七

总分

题分

20

20

20

20

10

10

100

得分

评卷

[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：

ttwtastd。

（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）试题二十一（答案）

[一]单选择题

（1）x08a02086（题分：

2）

ba

（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）试题二十二

题序

一

二

三

四

五

六

七

总分

题分

16

20

4

20

20

10

10

100

得分

评卷

[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）试题二十二（答案）

[一]单选择题

（1）x08a02023（题分：

2）

（A）

（2）x08a03091（题分：

3）

bab

（3）x09a02001（题分：

2）

B

（4）x09b02070（题分：

2）

（1）

（5）x11a05016（题分：

5）

CBAB

（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,xD↑,η↑；

⑵改为冷液进料,使进入精馏段气相中易挥发组分含量提高，从而使xD↑η↑；

（3）下移加料点,使精馏段塔板数增加，从而使xD↑η↑。

[六]计算题j11a10082（题分：

10）

（1）水分蒸发量W

x1=w1/（1-w1）=0.40/（1-0.40）=0.667kg水/kg绝干料

x2==w2/（1-w2）=0.05/（1-0.05）=0.053kg水/kg绝干料

Gc=G1（1-w1）=1000（1-0.40）=600kg绝干料/h

∴W=Gc（x1-x2）=600×（0.667-0.053）=368.4kg水/h

（2）L=W/（H2-H1）=368.4/（0.039-0.009）=12280kg绝干气/h

L’=L（1+H1）=12280（1+0.009）=12390.5kg原空气/h

（3）G2=G1-W=1000-368.4=631.6kg/h

[七]计算题j12b10006（题分：

10）

（1）作图法求解：

连接xF、S两点，因为S/F=1，所以FS中点即为合点M。

又

，故过M作水平线RE即为连结线，连接SE、SR，并延长至

，由图上可读出

=0.54，

=0.1

（2）设FS线与平衡线左交点为M'，过M'作水平线M'E'，则M'E'即为S用量最少时的连结线。

连结SE'并延长至AB边上，得

=0.6

化工原理（下）试题二十四

题序

一

二

三

四

五

六

七

总分

题分

16

24

20

20

10

10

100

得分

评卷

[一]单选择题

（1）x08a04002

①在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障水量减少时,气相总传质单元数NOG___________（A）增加；（B）减少；（C）不变。

②根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数___

（A）大于液相传质分系数；（B）近似等于液相传质分系数；

（C）小于气相传质分系数；（D）近似等于气相传质分系数。

③气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是________,而表示传质任务难易程度的一个量是____________。

（2）x09a0206