化工原理下册期末试卷10套附答案01

《化工原理》试卷第页（共3页）1河南工程学院至学年第学期化工原理(下)试卷1考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的80%题号一二三四五六七八九十总分核分人得分复查总分总复查人（本题30分）一、填空题1.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则t1t2。A.等于；B.小于；C.大于2.在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数NOG，吸收推动力。A.增加；B.减少；C.不变3.气体在液体中的溶解度与温度有关，温度升高时，溶解度；溶解度系数；亨利系数。A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定4.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量。A.增加；B.减少；C.不变；D.不确定5.逆流操作的吸收塔，当吸收因素A1且填料为无穷高时，气液两相将在达到平衡。A.塔顶；B.塔底；C.塔中部；D.不确定6.吸收塔逆流操作时，若解吸因数(mV)/L增加，而气液进口组成及温度，压力不变，则溶质回收率，出塔液体浓度x1。7.对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度。A.愈高；B.愈低；C.不变；D.不确定8.在1atm下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到375K时，相对湿度，热含量，露点。A.增高；B.降低；C.不变9.一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在操作中。10.饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度，湿度。A.增高；B.降低；C.不变；D.不确定11.在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是。A.水吸收CO2；B.水吸收O2；C.水吸收NH312.低浓度逆流解吸塔操作时，若入塔液相浓度x1增加，而其它条件不变，则液相总传质单元数NOL，出塔液相浓度x2，出塔解吸气浓度y1。13.某精馏塔，进料量为100kmol/h，xF=0.5，要求塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（塔高不受限制）。A.50；B.55.6；C.90；D.不能确定14.干燥过程中，物料的临界含水量平衡含水量。A.大于；B.小于；C.等于15.已知苯（Ａ）—甲苯（Ｂ）混合液在100℃时的蒸汽压数据为：p０Ａ＝180kPa，p０B＝74.2kPa，则相对挥发度＝。16.相同的干燥条件下，在恒速干燥阶段，湿棉花的干燥速率湿沙子的干燥速率。A.大于；B.小于；C.等于；D.不确定17.精馏塔设计时，若F,xF,xD,xW,V（塔釜上升蒸汽量）均为定值，将进料状况从q＝１改为q＞1，则理论板数。A减小；B不变；C增加；D不确定18.在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组分的混合液能得到分离，可采用下列那种分离方法。A.间歇蒸馏；B.普通精馏；C.萃取蒸馏；D.水蒸汽蒸馏系部名称：专业班级：姓名：学号：密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人《化工原理》试卷第页（共3页）2（本题6分）二、计算题在总压为101.3kPa、温度为30℃的条件下，含SO2为0.098(摩尔分率，下同)的混合空气与含SO2为0.0025的水溶液接触，试求以y表示的传质推动力，并判断SO2的传递方向。已知操作条件下的气液相平衡关系为y=0.46x。（本题14分）三、计算题已知湿空气的总压pt=101.3kPa，相对湿度=0.6，干球温度t=30℃。试求：①湿度H；②将上述状况的空气在预热器中加热至100℃所需的热量。已知空气质量流量为100kg（以绝干空气计）/h；③送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。(已知t=30℃时水的饱和蒸气压ps=4.25kPa)（本题16分）四、计算题有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3m3，平衡关系为Y=1.4X，已知KYa=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）得分评卷人得分评卷人系部名称：专业班级：姓名：学号：密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人《化工原理》试卷第页（共3页）3（本题24分）五、计算题有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成为60%（摩尔百分率，以下同），于泡点下送入精馏塔中，要求馏出液中易挥发组分组成不小于90%，残液中易挥发组分组成不大于2%，试用计算方法求以下各项：（1）每获得kmol1馏出液时原料液用量；（2）若回流比R为1.5，它相当于最小回流比的若干倍；（3）回流比R为1.5时，精馏段需若干层理论板；（4）假设料液加到板上后，加料板上溶液的组成不变，仍为0.6，求上升到加料板上蒸汽相的组成。（本题10分）六、计算题在100kPa压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。原料液处理量为100kmol，汽化率为0.44。操作范围内的平衡关系可表示为549.046.0xy。试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。系部名称：专业班级：姓名：学号：密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人得分评卷人4化工原理(下)试卷1答案一、填空题1、A2、A，B3、B，B，A4、B，A，A5、B6、降低，增大7、B8、B，A，C9、蒸馏，吸收，10、B，C11、C12、不变，增加，增加13、B14、A15、2.4316、C17、A18、C二、计算题解：00969.000115.0098.0*00115.00025.046.046.0*＞yyyxy所以，SO2溶解三、计算题解：①湿度H可由式7-4求得：01602546031012546062206220.......ppp.Hstskg/kg②Q=100×（1.01+1.88×0.016）（100-30）=7280kJ/h=2.02kW⑤送入预热器的湿空气体积流量8825.46.03.1013.10127330273294.22100Vm3/h四、计算题解：（1）05263.005.0105.01Y0004.00004.010004.02Y惰性气体流量hkmolV/69.7)05.01(3012734.222000376.04.105263.011mYX0301.080.011XXhkmolXXYYVL/34.1300301.0)0004.005263.0(69.7)(212101046.00301.04.105263.0111mXYY0004.022YY00308.0ln2121YYYYYmmYKYYVhmYa74.600308.08.0785.05.38)0004.005263.0(69.7)(2210该塔现有填料层高度mh68.0785.032因为h0＞h,所以该塔不适合。5（2）吸收剂用量增大10%时hkmolL/67.1434.131.1hkmolXXXYYVL/67.140)0004.005263.0(69.7)(121210274.01X01424.00274.04.105263.0111XmYY0004.022YY00387.00004.001424.0ln0004.001424.0mYmYKYYVhmYa36.500387.08.0785.05.38)0004.005263.0(69.7)(2210因为h＞h0所以该塔适合。五、计算题解（1）原料液用量依题意知馏出液量kmolD1，在全塔范围内列总物料及易挥发组分的衡算，得：WWDF1)(aWDFWxDxFx或WF02.0)1(9.06.0)(b由上二式解得，收集kmol1的馏出液需用原料液量为：kmolF52.1（2）回流比为最小回流比的倍数以相对挥发度表示的相平衡关系为：xxxxy213)1(1)(c当6.0Fx时，与之平衡的气相组成为：818.06.0216.03qy由于是泡点进料，在最小回流比下的操作线斜率为：273.06.09.0818.09.01minminqDqDxxyxRR因此解得376.0minR故操作回流比为最小回流比的4376.05.1倍（3）精馏段理论板数当回流比5.1R，相对挥发度为3时，精馏段的平衡关系为式c所示，操作线为：111RxxRRyDnn636.06.015.19.015.15.1nnxx)(d由于采用全凝器，故9.01Dxy，将此值代入式c解得75.01x。然后再利用式d算出2y，又利用式c算出2x，直至算出的x等于或小于Fx为止。兹将计算结果列于本例附表中。（4）上升到加料板的蒸汽相组成提馏段操作线方程为：WmmxWqFLWxWqFLqFLy由于泡点进料，故1q。又kmolRDL5.1及kmolDFW52.0152.1将以上数据代入提馏段操作线方程：00416.0208.152.052.15.1)02.0)(52.0(52.052.15.152.15.123xxy由题意知，料液加到板上后，板上液相组成仍为0.6，故上升到加料板的蒸汽相组成为：72.000416.06.0208.13y六、计算题解：（1）平衡蒸馏（闪蒸）依题给条件56.044.01q则xxqxxqqy273.125.1156.055.0156.056.011F由平衡方程0.460.549yx联立两方程，得y=0.735，x=0.4045DF0.440.44100nn=44kmol%8.58%10055.0100735.044%100FFDxnyn（2）简单蒸馏44Dnkmol56WnkmolW0.55FW100dlnln56xnxnyx即0.5490.5410.5798ln0.540.5490.540.55Wx解得xW=0.37857683.03785.055.0445655.0WFDWFxxnnxy%46.61%10055.01007683.044A简单蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）板的序号气相组成y液相组成x120.90.810.750.5870.6