化工原理作业
(完整word版)化工原理课后作业(蒸馏)
5．蒸馏一、单选题1．蒸馏是分离( ）混合物的单元操作。
BA 气体;B 液体;C 固体；D 刚体。
2．蒸馏是利用各组分的（)不同的特性实现分离的目的. CA 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。
3．在二元混合液中，（）的组分称为易挥发组分。
AA 沸点低;B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
4．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。
CA 可挥发；B 不挥发;C 易挥发；D 难挥发。
5．在二元混合液中，（）的组分称为难挥发组分。
BA 沸点低；B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
6．在二元混合液中,沸点高的组分称为( ）组分。
DA 可挥发;B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。
7．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一. AA 液相回流;B 进料;C 侧线抽出；D 产品提纯。
8．液相回流是保证（）过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
BA 吸收；B 精馏；C 传热；D 过滤。
9．在( ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器.10．在再沸器中溶液（）而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA 部分冷凝；B 全部冷凝；C 部分气化；D 全部气化。
11．在再沸器中溶液部分气化而产生（），是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
DA 上升物料；B 上升组分;C 上升产品；D 上升蒸气。
12．再沸器的作用是提供一定量的（）流。
DA 上升物料；B 上升组分；C 上升产品;D 上升蒸气。
13．（）的作用是提供一定量的上升蒸气流. CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器;D 换热器。
14．（）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。
AA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器.15．冷凝器的作用是提供( )产品及保证有适宜的液相回流。
BA 塔顶气相;B 塔顶液相;C 塔底气相；D 塔底液相。
化工原理作业
上册第一章流体流动习题解答3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
解：U 管压差计连接管中是气体。
若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为A C p p ≈，B D p p ≈。
由静力学基本方程式知232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+10009.810.05136009.810.05=⨯⨯+⨯⨯7161Pa =(表压)417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+⨯⨯=⨯8. 高位槽内的水面高于地面8 m ，水从1084mm mm φ⨯的管道中流出，管路出口高于地面2 m 。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按26.5fh u =∑计算(不包括出口阻力损失)，其中u 为水在管内的流速m/s 。
试计算：CD(l) 'A A -截面处水的流速；(2)水的流量，以m 3/h 计。
解：(1) 取高位槽水面为上游截面11'-，管路出口内侧为下游截面22'-，如图所示，那么128,2z m z m == (基准水平面为地面)1120,0u p p ≈==(表压)，'A A -处的流速与管路出口处的流速相同，2A u u = (管径不变，密度相同)在截面11'-和22'-间列柏努利方程方程，得 222fu g z h ∆=+∑，其中26.5fh u =∑代入数据226.59.81(82)2u u +=⨯-解得2.9/A u u m s ==(2)2332.9(10842)10360082/4h V uA m h π-⎡⎤==⨯⨯-⨯⨯⨯=⎣⎦9. 20℃的水以2.5 m/s 的流速流经38 2.5mm mm φ⨯的水平管，此管以锥形管与另一533mm mm φ⨯的水平管相连。
化工原理课后作业(吸收)
化工原理课后作业(吸收)6．吸收一、单选题1．用氢铵溶剂稀释混合气中的溶质。
逆流操作方式，均衡关系满足用户亨利定律。
眼红红塔气体浓度y1下降，而其它入塔条件维持不变，则气体出来塔浓度y2和吸收率?的变化为：（）。
c（a）y2下降，?上升（b）y2上升，?下降（c）y2下降，?维持不变（d）y2下降，?变化不确认2．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则气相总传质单元数（）。
ba减少b增加c维持不变d不定3．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口气体组成将（）。
aa减少b增加c维持不变d不定4．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口液体组成（）。
aa减少b增加c维持不变d不定5．低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元数将（）。
ca减少b增加c维持不变d不定6．低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元高度将（）。
ca增加b减少c不变d不定7．低浓度的气膜控制系统，在逆流稀释操作方式中，若其它条件维持不变，但入口液体共同组成升高时，则气相出口共同组成将（）。
aa增加b减少c不变d不定8．低浓度的气膜控制系统，在逆流稀释操作方式中，若其它条件维持不变，但入口液体共同组成升高时，则液相出口共同组成将（）。
aa增加b减少c不变d不定9．正常操作方式下的逆流吸收塔，若因其他原因并使液体量减少以至液气比大于原定的最轻液气比时，以下哪些情况将出现？c（a）出塔液体浓度增加，回收率增加（b）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变（c）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加（d）在塔下部将发生解吸现象10．最大吸收率与（）无关。
da液气比b液体入塔浓度c二者平衡常数d吸收塔型式11．逆流填料吸收塔，当吸收因数a?1且填料为无穷高时，气液两相将在（）达到平衡。
化工原理作业
化工原理作业1、j01c20112有一串联水平管路已知l1=100m，l2=50m，l3=40m，d1=100mm，d2=50mm，d3=40mm（皆指内径）。
现有20℃的水沿管路作湍流流动，若允许产生的最大压强降为6mH2O，试求水的最大流量，m3/h。
（管路局部阻力不可计。
水在20℃时物性：ρ=1000kg/m3，μ=0.001Pa˙s，摩擦系数λ=0.3164/Re0.25）2、j01c20113用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m，长2公里（包括局部阻力的当量长度）的水平管送往炼油厂。
输油量为40 m3/h。
油泵的总效率为0.65，求泵的轴功率。
某天，该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的80%，问此泵能输送原油多少m3/h。
输送条件下，原油的密度为890kg/m3，黏度为0.4 Pa˙s。
设油库和炼油贮罐均为常压。
3、j01b20093如图所示输水系统。
已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为100m，压出管路总长80m,管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求:⑴泵轴功率N的值？⑵压力表的读数为多少kgf/cm2。
4、如图所示的输水系统。
已知管内径为d=50mm，在阀门全开时输送系统系统Σ（l+le）=50m，摩擦系数可取λ=0.03，泵的性能曲线，在流量为6m3/h至156m3/h范围内可用下式描述：H=18.92-0.82Q0.8，此处Ｈ为泵的扬程，Ｑ为泵的流量m3/h，问：（１）如要求流量为１０m3/h，单位质量的水所需外加工为多少？单位重量的水所需外加功为多少？此泵能否完成任务？（２）如要求输送量减至８m3/h（通过关小阀门达到），泵的轴功率减少百分之多少？（设泵的效率变化忽略不计）5、如图所示，用泵将水由低位槽打到高位槽（均敞口且液面保持不变）。
已知两槽液面距离为20m，管路全部阻力损失为5m水柱，泵出口管路内径为50mm，其上装有U管压强计，AB长为6m，压强计读数，R为40mmHg，Ｒ＇为１２００ｍｍＨｇ，Ｈ为１ｍ水柱，设摩擦系数为０.０２，求：（１）泵所需的外加功（Ｊ／ｋｇ）；（２）管路流速（ｍ／ｓ）；（３）Ａ截面压强（ｋｇｆ／ｃｍ２）．。
化工原理-作业题文
化工原理(1)-作业题文(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。
(1) 水的粘度?=(cm?s)(2) 密度?=1386kgf?s2/m4(3) 某物质的比热容c p=(lb??F)(4) 传质系数K G=(m2?h?atm)(5) 表面张力?=74dyn/cm(6) 导热系数?=1kcal/(m?h?K)2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水%，试求每吨物料干燥出的水量。
第一章流体流动1. 已知甲地区的平均大气压力为，乙地区的平均大气压力为，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同？2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得h1=，h=，R1=，R2=，问管道中A、B两点间的差压?p AB为多少？(先推导关系式，再进2行数字运算)。
第2题图3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。
粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速？4.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
第4题图5. 将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以s的速度流动。
设料液在管内压头损失为（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？6. 用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
化工原理作业汇总
化工原理上册绪论【0-1】从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI制。
（1）40℃时水的粘度μ=0.00656g(cm·s)（2）某物质的比热容CP=0.21BTU/(lb·F)（3）密度ρ＝1386kgf·s2/m4（4）传热系数KG=24.2kmol/(m2·h·atm)（5）表面张力σ＝71dyn/cm（6）导热系数λ＝1kcal/(m·h·℃)[答：μ=6.56×10-4Pa·s；CP=0.8792kJ/(kg·℃)；ρ＝13600kg/m3；KG=6.636×10-5kmol/(m2·s·kPa)；σ＝7.1×10-2N/m；λ＝1.163W/(m·℃)]【0-2】清水在圆管内对管壁的强制湍流对流传热系数随温度的变化可用下面经验公式表示，即：α ＝150（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2式中α ――对流传热系数，BTU/(ft2·h·F)；T――热力学温度，K；u――水的流速，ft/s；d――圆管内径，in。
试将式中各物理量的单位换算为SI制，即α为W/(m2·K)，T为K，u为m/s，d为m。
[答：α＝1057（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2]第一章流体流动1-1 流体静力学基本方程式1-1．在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？[答：至少要7个]1-2．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。
测得R1＝400mm，R2＝50mm 指示液为水银。
化工原理-气体吸收作业(含答案)
气体吸收1.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得u30℃，水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s Ap p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈SM c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--AA p c H18543.10110876.15=⨯==p E m 2．在总压101.3kPa ，温度30℃的条件下, SO 2摩尔分率为0.3的混合气体与SO 2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1） 从液相分析SO 2的传质方向；（2） 从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO 2的传质方向；（3） 其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa 时SO 2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。
解：(1)查得在总压101.3kPa ，温度30℃条件下SO 2在水中的亨利系数E =4850kPa 所以 ==p E m =3.1014850 47.88 从液相分析00627.088.473.0*===m y x < x =0.01 故SO 2必然从液相转移到气相，进行解吸过程。
（2）查得在总压101.3kPa ，温度0℃的条件下，SO 2在水中的亨利系数E =1670kPa==p E m 3.1011670 =16.49 从气相分析y *=mx=16.49×0.01=0.16<y=0.3故SO 2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。
化工原理作业答案
3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯ 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。
已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133⨯105 Pa 。
流体密度为800 kg/m 3。
精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm ，进料量为20 m 3/h 。
料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。
解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。
反应器液面上方保持25.9×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。
管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管，总长为35 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。
化工原理作业答案
第一章 流体流动与输送机械3．某地区大气压力为101.3kPa ，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解：''表表绝＋p p p p p a a =+=∴kPa 3.15675)1303.101)(''=-==＋（－＋真表a a p p p p 7．如附图所示，水在管道中流动。
为测得A -A ′、B -B ′截面的压力差，在管路上方安装一U 形压差计，指示液为水银。
已知压差计的读数R ＝180mm ，试计算A -A ′、B -B ′截面的压力差。
已知水与水银的密度分别为1000kg/m 3和13600 kg/m 3。
解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即'11p p =， '22p p =又 gm p p A ρ-='1gRR m g p gR p gR p p B 002021)('ρρρρ++-=+=+=所以 gR R m g p gm p B A 0)(ρρρ++-=-整理得 gR p p B A )(0ρρ-=-由此可见， U 形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R 有关，而与U 形压差计放置的位置无关。
代入数据 Pa 2224918.081.9)100013600(=⨯⨯-=-B A p p9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。
现已知真空表的读数为78kPa ，求气压管中水上升的高度h 。
解: a p gh p =+ρ水柱高度 m 95.781.910107833=⨯⨯=ρ-=g p p h a11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。
现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
化工原理作业和练习题
第七章练习题1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。
已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比、。
解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数和。
进、出塔气体中氨的摩尔比、为由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。
第八章练习题2.在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数kPa，水溶液的密度为997.8 kg/m3。
解：水溶液中CO2的浓度为对于稀水溶液，总浓度为kmol/m3水溶液中CO2的摩尔分数为由kPa气相中CO2的分压为kPa <故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO2的分压表示的总传质推动力为kPa练习题7. 某填料吸收塔内装有5 m高，比表面积为221 m2/m3的金属阶梯环填料，在该填料塔中，用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分。
已知混合气的流量为50 kmol/h，溶质的含量为5％（体积分数％）；进塔清水流量为200 kmol/h，其用量为最小用量的1.6倍；操作条件下的气液平衡关系为；气相总吸收系数为；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。
试计算（1）填料塔的吸收率；（2）填料塔的直径。
解：（1）惰性气体的流量为对于纯溶剂吸收依题意（2）由填料塔的直径为练习题11. 某制药厂现有一直径为0.6 m，填料层高度为6 m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。
现场测得的数据如下：V=500 m3/h、Y1=0.02、Y2=0.004、X1=0.004。
已知操作条件下的气液平衡关系为Y = 1.5 X 。
现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002（摩尔比）。
该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。
化工原理课后作业
化工原理课后作业(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除3．非均相物系分离一、单选题1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。
D(A)（ρs-ρ）的1/2次方 (B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方 (D)粒子直径的平方2．自由沉降的意思是（）。
D(A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计(B)颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度(C)颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用(D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程3．颗粒的沉降速度不是指（）。
B(A)等速运动段的颗粒降落的速度(B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度(C)加速运动段结束时颗粒的降落速度(D)净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度4．对于恒压过滤（）。
D(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的倍(B)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍(C)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍(D)当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的倍5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
A(A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/36．以下说法是正确的（）。
B(A)过滤速率与S(过滤面积)成正比(B)过滤速率与S2成正比(C)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
D(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l8．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（）。
C(A)操作压差增大至原来的倍 (B)操作压差增大至原来的4倍(C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变9．恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（）。
C(A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍(C)增大至原来的倍 (D)增大至原来的1.5倍10．以下过滤机是连续式过滤机（）。
化工原理习题
化工原理习题1. 某化工厂生产聚合物，其中一种聚合物的产率为80%。
请计算，如果生产100吨原料，则能够得到多少吨的聚合物？2. 某化学反应的速率常数为0.02 L/(mol•min)，在初始时刻反应物浓度为2 mol/L，反应物浓度随时间的变化满足一级反应动力学方程。
请问在10分钟后，反应物的浓度是多少？3. 某化学反应是一个液相反应，反应速率随温度的升高而增加。
已知在20°C时反应速率为2 mol/(L•min)，Q10为2.2。
请问在30°C时，反应速率是多少？4. 某气体反应按照零级反应进行，反应速率为0.1 mol/(L•s)。
如果初始时刻气体的浓度为0.5 mol/L，请问经过100秒后气体的浓度是多少？5. 某化学反应的平衡常数为Kp = 0.05 atm。
如果在反应过程中，初始时刻的压强为0.1 atm，平衡时的压强为x atm。
请问平衡时反应物的压强是多少？6. 某反应涉及到液态氯乙醇，其表观反应级数为二级，速率常数为0.001 L/(mol•min)。
如果初始时刻液态氯乙醇浓度为2mol/L，并在5分钟后降至1 mol/L，请问该反应的速率常数是多少？7. 某蒸馏过程中，对正庚烷和正己烷共蒸馏，分配系数分别为1.2和0.8。
如果初始时刻的混合物中正庚烷占总量的60%，则在蒸馏过程中，正庚烷的浓度如何变化？8. 某化学反应的活化能为50 kJ/mol，当温度从298 K升至308 K时，该反应速率的增加比例是多少？9. 某溶液的pH值为4，经过添加稀释剂后，溶液的pH值增加到6。
请问溶液的氢离子浓度发生了多大变化？10. 某化学反应在高温下进行时，反应速率呈现指数增加。
已知在1000 K时，反应速率常数为0.1 s^-1。
请问在1100 K时，反应速率常数是多少？。
化工原理作业
第一章 流体流动1、本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m 3的油品,油面高于罐底9.6m ,油面上方为常压.在罐侧壁的下部有一直径为760mm 的圆孔,其中心距罐底800mm ,孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 答:至少要8个2、列管换热器的管束由121根φ25mm ×2.5mm 的钢管组成.空气以9 m/s 速度在列管内流动.空气在管内的平均温度为50℃,压强为196×103 Pa (表压),当地大气压为98.7×103 Pa 。
试求:(1)空气的质量流量；(2)操作条件下空气的体积流量；(3)将(2)计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。
答: (1)1.09kg/s (2)0.343m 3/s (3)0.843 m 3/s3、高位槽内的水面高于地面8m ,水从φ108×4 mm 的管道中流出,管路出口高于地面2m.在本题特定条件下,水流经系统的能量损失可按∑h f =6.5u 2计算(不包括出口阻力损失)，其中u 为水在管内的流速，m/s 。
试计算(1)A-A ’截面处水的流速； (2)水的流量，以m 3/h 计。
答: (1)2.9 m/s (2)82m 3/h4、用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定.各部分相对位置如本题附图所示.管路的直径为φ76mm×2.5mm ,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa ；水流经吸入管与排水管(不包括喷头)的能量损失可分别按∑h f ,1=2u 2与∑h f ,2=10u 2 计算,由于管径不变,故式中u 为吸入或排出管的流速m/s.排水管与喷头连接处的压强为98.07×103 Pa(表压)。
试求泵的有效功率。
答: (1) N e =2.26kw5. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统.盐水的密度为1 100kg/m 3,循环量为36 m 3/h.管路的直径相同,盐水由A 流经两个换热器而至B 的能量损失为98.1J/kg ,由B 流至A 的能量损失为49 J/kg,试计算(1)若泵的效率为70%时,泵的轴功率为若干kw? (2)若A 处的压强表读数为245.2×103 Pa 时, B 处的压强表读数为若干?答: (1)2.31kw (2) 6.2×104Pa(表压)习题 1 附图习题3 附图 习题4 附图习题5 附图第二章流体输送机械1、在用水测定离心泵性能实验中,当流量为26 m3/h时,泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa,轴功率为2.45kw,转速为2 900 r/min.若真空表和压强表两侧压口间的垂直距离分别为0.4 m ,泵的进、出口管径相同,两侧压口间管路流动阻力可忽略不计.试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。
化工原理作业题
【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。
试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中，溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数）NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48（质量分数）在全过程中，溶液中NaOH 量保持一定，为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ，当地大气压力为101.3kPa 。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
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第一部分 概念题示例与分析一、 填空题4—1 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。
答案：多次部分气化；多次部分冷凝 4—2 最小回流比是指 。
答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值4—3 当分离要求和回流比一定时， 进料的q 值最小，此时分离所需的理论板数 。
答案：过热蒸气；最多分析：5种进料状况中的q 值是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气顺序由大变小的，这是由热状况参数q 定义所确定的。
L V F V I I I I mol mol q --==原料液的气化潜热所需热量的原料变成饱和蒸气态11由定义可见，在V I 、L I 为定值的情况下,原料的原状态焓值越低，q 值越大。
q 值的改变使提馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化，当q 值减小时，两线靠近，故所需理论板数增多。
4-4 简单蒸馏的主要特征是________和______。
答案：不稳定操作或过程不连续；无回流4-5 若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所得残液浓度______;③馏出物总量______。
答案：①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；②两种情况的残液浓度相同；③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
4-6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。
答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度4-7 精馏操作的依据是 ______ 。
精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。
答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流分析：精馏操作的依据只能是各组分间挥发度的差异或者说相对挥发度不等于1，而不可认为是各组分间沸点的不同。
对纯组分，当压力一定时，沸点低者挥发性大。
但对混合溶液，由于一个组分的挥发性受其他组分的影响，故不能仅从沸点或蒸气压大小来判断其挥发性能，为此，组分的挥发度是以蒸气压与液相摩尔分数的比值来表示的。
有些物系，各组分沸点虽存在差异，但在恒沸组成处，相对挥发度为1，不能用普通的精馏方法分离。
塔内始终有逆向流动的液、气两股物流是实现精馏的必要条件，但并不意味塔顶必须有液相回流，塔底必须有产生回流蒸气的再沸器。
例如将液态原料自塔顶加入，将气态原料自塔底加入或将饱和蒸气直接加入塔底等情况，均可替代回流作用。
4-8 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。
答案：恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性4-9 等板高度)(HETP 的意义是 ____。
若某填料塔的填料层高度为m 10，完成分离要求共需22块理论塔板（包括塔顶的部分冷凝器和塔底的再沸器），则等板高度=HETP 。
答案：与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度；m HETP 5.0)222/(10=-=分析：由于塔顶分凝器和塔釜均起理论板的分离作用，故塔内的理论板数不应包括此2块，即全部填料层只起了20块塔内理论板的分离作用。
4-10相对挥发度α=1，表示不能用 普通精馏分离 分离，但能用 萃取精馏或恒沸精馏分离 分离。
4—11 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 。
答案：减小；增加；增加分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。
物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。
4-12连续精馏操作时，操作压力越大，对分离越 ，若进料气液比为4:1（摩尔）时，则进料热状况参数q 为 。
答案：不利；0.2分析：若进料汽液比为1：4，则液相占总进量的比率为2.0141=+。
q 值既是进料的液相分率，又是热状况参数。
4-13全回流时，塔顶产品量为_______,塔底产品量为_______,进料量为 _______,回流比_______,理论板数为_______,全回流适用的场合通常是________。
答案：min;;;0;0;0N N R F W DT =∞====精馏生产开工或实验研究4-14总压为)748(7.99mmHg kPa ,100℃时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是)1344(18.179mmHg kPa 和)559(53.74mmHg kPa ,平衡时苯的气相组成为_____,甲苯的液相组成为_______,（以摩尔分数表示）。
苯与甲苯的相对挥发度为______ 。
答案：0.241;0.567;2.40;分析 241.053.7418.17953.747.99=--=--= B A B p p p p x 苯; 由433.0241.07.9918.179=⨯=⋅=A A x p p y 苯得567.01=-=苯甲苯y y == BA p p a 40.253.7418.179= 4-15 写出相对挥发度的几种表达式 α=B Av v /=B B A A x p x p //=B A B A x x y y //=o B o A p p /。
二、判断题 1 在精馏塔内任意1块理论板，其气相露点温度大于液相的泡点温度。
（ ）答案：⨯分析：理论板是为了便于研究塔板上的传质情况而理想化的塔板，其特点是无论进入该板前气、液相组成如何，离开该板时气、液两相在传质、传热两方面都达到平衡，即离开该板的气、液两相组成平衡，温度相同。
2 组分A 和B 的相对挥发度1=α的混合溶液不能用普通精馏的方法分离。
（ ）答案：√ 3 为节能降耗，对有恒沸现象的二元体系，应采用恒沸精馏而不是萃取精馏。
（ ）答案：⨯板式塔中气体通过塔板的阻力主要有 和 两部分。
塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会 ，过短则会 。
溢流堰高度也应适当，过高会 ，过低会 。
答案：干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流不畅，分析：萃取剂在精馏过程中基本不气化，故萃取精馏的能耗量较恒沸精馏少。
4 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。
（ ）答案：⨯ 分析：精馏段与提馏段的摩尔流量由于进料时不同的热状况的影响而不一定相等。
对于有侧线抽出的复杂塔，依抽出物的热状况不同更加不同。
5 蒸馏操作的依据是物系中组分间沸点的差异。
（ ）答案： ⨯分析：对于具有共沸组成的物系，虽然组分间存在沸点差异， 但在相对挥发度1=α处不能分离。
6 精馏设计和操作时， 若回流比R 增加并不意味塔顶产品量D 减小。
（ ）答案：√7 连续精馏塔的塔顶和塔底产品分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于１，提馏段液气比总是大于１。
答案：√ 分析：若0==W D ，则为全回流，此时是液气比的极限值，即1''==VL V L 。
8 用图解法求理论板数时，与下列参数有关：F 、F x 、q 、R 、α、D 、D x 。
（ ）答案：√ 分析：图解法求T N 时，须知塔底组成W x 可通过全塔衡算依F 、xf 、D 、D x 确定。
9 填料的等板高度)(HETP 以大为好，HETP 越大，分离越完善。
（ ）答案：⨯分析：等板高度)(HETP 是与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。
HETP 越小，说明填料的传质效率越好。
10 在馏出率相同的条件下，简单蒸馏所得到的馏出物的浓度组成低于平衡蒸馏。
（ ）答案：⨯分析：由于简单蒸馏所得的多数馏出物（开始阶段得到的）与组成较高的液体成平衡，而平衡蒸馏所得全部馏出物都与较低的残液浓度组成相平衡，所以连续操作的平衡蒸馏不如间歇操作的简单蒸馏的分离效果好。
三、选择题1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是D 。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.6，相应的泡点为t 1，与之相平衡的汽相组成y A =0.7，相应的露点为t 2，则⎽⎽⎽A ⎽⎽⎽A t 1=t 2B t 1<t 2C t 1>t 2D 不确定4某二元混合物，进料量为100kmol/h ，x F =0.6，要求得到塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为⎽⎽⎽B ⎽⎽⎽。
A 60kmol/hB 66.7kmol/hC 90kmol/hD 不能定5 精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。
如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。
当21F F x x > 时，则 （ ）。
A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定答案：A6 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。
A ． 理论板假定； C. 理想物系；B ． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定答案：D分析：由于作了恒摩尔流假定后，通过塔顶或塔底的物料衡算关系，才推导出直 线的操作线方程。
7 精馏操作时，若在F 、F x 、q 、 R 不变的条件下，将塔顶产品量D 增加，其结果是（ ）A ．D x 下降，W x 上升；B ．D x 下降，W x 不变；C ．D x 下降，W x 亦下降； D ． 无法判断；答案：C分析：当D 增加时，D x 必然减小，但因回流比R 不变，只有V 和L 同时增加，即'V 和'L 同时增加，以1=q 为例，从提馏段操作线斜率看1''++=R D FR V L ，当D 增大后， ''V L 变小，而T N 不变，故有W x 减小。
8 二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（ ）。
A ． 提馏段操作线与q 线； B. 平衡线；C ．平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q 线；答案:A9 流率为800h kmol / 组成为0.4的二元理想溶液精馏分离，要求塔顶产品组成达到0.7，塔底残液组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。
要使塔顶采出量达到500h kmol /,应采取措施（ ）。
A ：增加塔板数；B ：加大回流比；C ．改变进料热状况；D ．塔顶增加分凝器；E ．增加进料量答案：E分析：由)()(w D W F x x x x F D --=的物料衡算式知，h kmol D /4001.07.01.04.0800=--⨯=。