11年化工原理试题及答案

化工原理试卷（A）上一．填空（20分，每空1分）1、漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A的传递速率比________增大的倍数，其值恒1。2、用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，当气体处理量增大，若按比例增大吸收剂的流量（即L/G不变），则Kya，HOG,NOG,吸收率3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为0.52,0.71,0.73,0.84,试找出其对应值x5=__________y5=_______x6=y6=4、填料塔与板式塔相比较，操作范围、压降；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则（不适合，更适合）5、萃取操作中选择性系数是指，B-S完全不互溶时，选择性系数趋于。6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为：ф=100%，Х*=0.12；ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,则结合水为，非结合水为,自由水为,平衡水又为。二、选择题（20分，每空2分）1.一个液膜控制的吸收过程，为加大吸收速率，可采取_____和______等措施。A．增大气相湍动B.增大液相湍动C.采用物理吸收D.采用化学吸收2.在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总系数,m为相平衡常数,则_____________。A.为气膜控制且Ky≈kyB.为液膜控制且Ky≈kxC.为气膜控制且Ky≈kx/mD.为液膜控制且Ky≈kx/m3.对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度tF、蒸发室压强P不变，而将物料浓度xF增加，则气相馏出物组成xD,气相馏出物量D。A.变大B.变小C.不变D.不确定4.用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10kmol/h,原料液组成xF为0.6，若要求馏出液组成xD不小于0.9,则最大馏出液量为；y5x5y6x6A.6.67kmol/hB.6kmol/hC.9kmol/hD.不确定5.气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带6．进行萃取操作时应使：A分配系数大于1B分配系数小于1C选择性系数大于1D选择性系数小于17.当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是。A,成正比B，成反比C,无关D,不确定三、简答题（每题5分，共10分）1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？2.对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精馏分离？四、（20分）在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。进塔煤气中苯的初始浓度为0.02（摩尔分率，下同），操作条件下气液平衡关系为xy125.0，操作液气比为0.18，进塔洗油中苯的浓度为0.003，出塔煤气中苯浓度降至0.002。因脱吸不良造成进塔洗油中苯的浓度为0.006，试求此情况下（1）出塔气体中苯的浓度；（2）吸收推动力降低的百分数？五、（15分）某精馏塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知xF=0.5（摩尔分率，下同），xD=0.95，xW=0.1，回流比R=1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度25.2，试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度；（2）塔顶采出率D/F。DxDFxF饱和水蒸汽SW,xW六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg／s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水／kg干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，废气的出口温度为70℃，试求：(1)干空气用量及废气出口的湿度H2(2)此干燥过程预热器所需供热量及热效率各为多少?化工原理试卷（A）下二．填空（20分，每空1分）1、对流传质理论中较重要的有，_________和______________。2、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为0.52,0.71,0.73,0.84,试找出其对应值x5=__________y5=_______x6=y6=3、填料塔与板式塔相比较，操作范围、压降；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则（不适合，更适合）4、对于部分互溶物系的萃取操作中，溶质A的加入使B与S的互溶度，当A的加入至某一浓度时,两共轭相将变为，此点称为,一般(在，不在)溶解度曲线的最高点。5、在萃取的设计中，通常将粘度或者润湿性的液体作为分散相。6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为：ф=100%，Х*=0.12；ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,则结合水为，非结合水为,自由水为,平衡水又为。二、选择题（20分，每空2分）1.在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总系数,m为相平衡常数,则_____________。A.为气膜控制且Ky≈kyB.为液膜控制且Ky≈kxC.为气膜控制且Ky≈kx/mD.为液膜控制且Ky≈kx/m2.对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度tF、蒸发室压强P不变，而将物料浓度xF增加，则气相馏出物组成xD,气相馏出物量D。A.变小B.变大C.不变D.不确定3.用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10kmol/h,原料液组成xF为0.6，若要求馏出液组成xD不小于0.9,则最大馏出液量为；A.6.67kmol/hB.6kmol/hC.9kmol/hD.不确定y5x5y6x64.气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带5．进行萃取操作时应使：A分配系数大于1B分配系数小于1C选择性系数大于1D选择性系数小于16.单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将_______。A不变B降低C增加D不定7.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相分率_______。A增大B减少C基本不变D增大、减少都有可能8.当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是。A,成正比B，成反比C,无关D,不确定三、简答题（每题5分，共10分）1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？2.对于混合液体的分离，什么情况下选择萃取操作，而不选择精馏操作？四、（15分）某精馏塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知xF=0.5（摩尔分率，下同），xD=0.95，xW=0.1，回流比R=1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度25.2，试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度；（2）塔顶采出率D/F。DxDFxF饱和水蒸汽SW,xW五、（20分）某混合物含溶质A为40%，稀释剂B为60%，拟用单级萃取进行分离，要求萃取液中含A的浓度x0A不超过20%，某操作温度下，溶解度曲线如图，分配系数kA＝1，试求：（1）此单级萃取所需的溶剂比S/F为多少？萃余率RxAo/FxFA为多少？此时选择性系数β为多少？（2）若降低操作温度，使两相区域增大为如图虚线所示，假设分配系数kA不变，溶剂比S/F不变，试分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的浓度和过程的选择性系数如何变化？六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg／s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水／kg干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出口温度选定为70℃，试求：(1)干空气用量及废气出口的湿度H2(2)此干燥过程所需预热器供热量及热效率各为多少?11年《化工原理》（上）A卷答案及评分标准填空（20分，每空1分）1.主体流动等分子反向扩散大于2.增大增大降低降低3.x5=0.71y5=0.84x6=0.52y6=0.734.小低更适合5.萃取相中溶质的质量分率与萃余相中溶质的质量分率之比值无穷大6.0.120.060.1480.032二、选择题（20分，每空2分）1.BD2.D3.CB4.A5.AB6.C7.A三、简答题（每题5分，共10分）1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；②混合液浓度很稀，采用普通精馏方法能耗过大；③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。四、20分解：原工况：6944.018.0125.0LmGSSmxymxySSNOG2221)1(ln11837.46944.0003.0125.0002.0003.0125.002.0)6944.01(ln6944.011OGN003721.0837.4002.002.021OGmNyyy7分新工况：OGOG'HHZZ'SS'3分837.46944.0006.0125.0006.0125.002.0)6944.01(ln6944.011'2'yNNOGOG解得002344.0'2y5分003650.0837.4002344.002.02'1'OGmNyyy%91.101908.0003721.0003650.0003721.0'mmmyyy5分五、15分（1）精馏段操作线方程为：38.06.05.295.05.25.1111nnDnnxxRxxRRy3分95.01Dxy2分894.095.025.125.295.01111yyx2分916.038.0894.06.038.06.012xy2分（2）FqDRVSWxDxFxWDSFWDF11即FDVSWDFWDSF115.21.095.05.0解之得：36.0FD6分六、15分解：（1）当出口气体温度选定为t2=70℃时，I1=I222111288125000112500881011ttHtHH..)..(036070881250070011005025001500050881011....)...(kg水/kg干空气4分所需空气量可由物料衡算式求出)()(1221HHVXXGCs/kg652.0005.0036.0)01.0101.005.0105.0()05.01(5.0)(1221干空气HHXXGVC4分所需供热量和热效率分别为Q=V（1.01+1.88H0）（t1－t2）=0.652×（1.01+1.88×0.005）×（150－20）=86.3kJ/s4分615.020150701500121tttt3分11年《化工原理》（下）A卷答案及评分标准填空（20分，每空1分）1.有效膜理论，溶质渗透理论，表面更新理论2.x5=0.71y5=0.84x6=0.52y6=0.733.小低更适合4.加大一相临界混溶点不在5.大较差6.0.120.060.1480.032二、选择题（20分，每空2分）1.D2.CB3.A4.AB5.C6.C7.B8.A三、简答题（每题5分，共10分）1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。2.答：①混合物相对挥发