化工原理 化工原理(下册)样卷及参考答案-A

课程名称： 化工原理（下）命题教师： 杨虎适用班级： 2004级化学工程与工艺、应用化学、环境工程、安全工程、制药工程（化学制药、生物制药）、生物工程、食品工程、轻化工工程、生物技术等专业。

考试2007年 06月8日共 6 页题号一二三四五六总分评阅（统分）教师分值20 20 10 201515得分注意事项：1、满分100分。

要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。

2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。

3、考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。

4、如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷分别一同交回，否则不给分。

试题得分评阅教师一、单项选择（共20分、每题1分，请将你认为最恰当的选项代号填写到题中的括号中）1.漂流因数越大，表明(D)的影响越大。

A)对流扩散B)温度C)粘度D)总体流动2.低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，其他操作条件不变，而吸收塔的操作压强增加，则出塔气体浓度Y2、出塔液体浓度X1的变化是（D）。

A) Y2↑、X1↓B) Y2↑、X1↑C) Y2↓、X1↓D) Y2↓、X1↑3.两组分A、B的传质速率N A、N B，在( C)情况下，是大小相等，方向相反。

A)在气相中扩散B)单向扩散C)等摩尔扩散D)在液相中扩散4.在X~Y图上，操作线若在平衡线下方，则表明传质过程是( B )。

A)吸收B)解吸C)相平衡D)不确定5.在吸收塔的某截面处，气相主体组成为0.025（摩尔分率，下同），液相主体组成为0.01。

若平衡关系为y*=0.5x，气相总吸收系数K y=1.5kmol/m2.h，气膜吸收系数k y=2kmol/m2.h，则该截面上气液界面上的气相组成y i为（C）。

A）0.02 B）0.015 C）0.01 D）0.0056.对于低浓度气体吸收，一半的吸收剂从塔底循环进入塔的中部，如右图所示。

其操作线应为(B )。

7.当塔顶浓度和回流量一定时，冷回流和泡点回流相比，精馏段操作线斜率( A )。

A)增大 B)减小 C)不变 D)不确定8.在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（ B ）。

A ）平衡线发生变化B ）操作线与q 线变化C ）平衡线与q 线变化D ）平衡线与操作线变化9.精馏塔的操作线是直线是基于（ C ）。

A ）理论板的概念B ）理想物系C ）恒摩尔流假设D ）泡点回流 10.在精馏塔的操作中，若回流比小于最小回流比，则（ D ）。

A ）不能操作B ）x D 、x W 均增加C ）xD 、x W 均不变 D ）x D 下降、x W 增加 11.在相同的汽化率下，对同一物系分别采用平衡蒸馏和简单蒸馏，则（ B ）。

A ）平衡蒸馏的分离效果好B ）简单蒸馏的分离效果好C ）两者的分离效果一致D ）不能确定哪种方式的分离效果好12.同一物系，总压越低，则混合物各组分间的挥发度差异( A )。

A)越大 B)越小 C)不变 D)不确定13.在板式塔的设计中，加大板间距，则负荷性能图中的雾沫夹带线将（ A ）。

A ）上移 B ）不变 C ）下移 D ）可能上移或下移14.精馏塔全塔以同一结构尺寸的塔板组成，则每块塔板的负荷性能图(C ) A)完全相同 B)大致相同 C)不相同 D)不确定 15.填料塔液体喷淋密度过小，会引起( D )A)容易液泛 B)容易堵塞 C)塔压降增大 D)填料不完全湿润 16.降低干燥器中物料层的厚度，对物料的临界含水量( D )。

A)影响不大 B)无影响 C)影响明显增大 D)影响明显降低 17.平衡水分一定是（ A ）。

A)结合水分 B)非结合水分 C)临界水分 D)自由水分 18.已知湿空气的（ C ）便可以确定湿空气的其他参数。

A ）H 、p B ）H 、t d C ）H 、t D ）I 、C H 19.已知物料的临界含水量为0.11(干基，下同），现将该物料从初始含水量0.37干燥至0.09，则干燥终了时物料表面的温度θ将（ A ）。

A ）θ>t w B ）θ=t w C ）θ<t w D ）θ=t20.对于气体减湿操作，在总压不变的情况下应使气体温度降至它的( B )以下。

A) 绝热饱和温度 B) 露点温度 C)湿球温度 D)干球温度二、填空题（共20分，每空1分）1.吸收过程物料衡算的基本假设是：溶剂完全不挥发、惰性气体完全不溶解。

2.对系统总压较低的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将不变，平衡常数m将增大，溶解度系数H将不变。

3.在1atm、20℃下用清水吸收某低浓度气体，若气膜吸收系数k G=0.1kmol/(m2.h.atm)，液膜吸收系数k L=0.25kmol/(m2.h.kmol/m3)，溶质的溶解度系数H=150kmol/(m3.atm)，则溶质为易溶气体，气相总体积吸收系数K Y= 0.1kmol/(m2.h)。

4.一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在精馏单元操作中，而组分A在B中的单向扩散体现在吸收单元操作中。

5.在总压为101.3kPa、温度为85℃下，苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸汽压分别是116.9kPa、46kPa，相对挥发度αAB= 2.54，平衡时的液相组成x A= 0.78，气相组成y A= 0.9。

6.用填料层高度为8m的填料精馏塔进行实验，塔顶为分凝器，塔釜为蒸汽间接加热，计算该塔达到一定分离程度时的总理论板层数为10，则填料塔中所装填的填料的等板高度为1m。

7.在某精馏塔中，分离相对挥发度α=2.5的两组分溶液，采用泡点回流，若操作回流比为3，测得精馏段第n、n+1层塔板（从塔顶往下计）的液相组成x n=0.45、x n+1=0.38，馏出液组成x D=0.96（以上均为摩尔分率），则第n+1层塔板的气相默弗里效率E MVn+1= 0.655。

8.评价填料性能优劣的主要参数有空隙率、比表面积、填料因子。

9.已知在常压及25℃下某湿物料中水份与空气之间的平衡关系为：空气的ф=100%时，物料的平衡含水量为0. 1Kg(水)/Kg（绝干料）；空气的ф=40%时，物料的平衡含水量为0.04Kg(水)/Kg（绝干料）。

现将含水量为0.23 Kg(水)/Kg（绝干料）的该湿物料与25℃、ф=40%的常压空气接触，则该物料的可除去的水量为0.19 Kg(水)/Kg（绝干料），结合水量为 0.1 Kg(水)/Kg（绝干料），非结合水量为 0.13 Kg(水)/Kg（绝干料）。

得分评阅教师三、简答与实验（10分，每题5分，任意选作其中两个题）1增大吸收剂用量,保持T、P、X2、Y1、V等不变，则Y2、X1将如何变化？2在精馏塔的设计中，处理量是否会影响理论板层数？并说明原因。

3.干燥实验中，怎样保持湿度恒定？4在吸收实验中，如何确定相平衡常数？1、 Y2、X 1 ：均下降。

2、不影响。

因为处理量不改变平衡曲线、操作线、分离要求等，因此不改变理论板层数。

3、大量湿空气与少量物料接触，并不断吸入新鲜空气和排除废气。

4、测定吸收剂温度确定亨利常数，测定操作压强，则m=E/P 。

得分 评阅教师四、某二元混合液连续精馏塔，符合恒摩尔流假设。

已知：x F =0.5，x D =0.95，x W =0.05，R=1.5，F=100kmol/h ，泡点进料，泡点回流，塔顶为全凝器，塔釜蒸汽间接加热。

求：1）馏出液D 和残液W ；2）相对挥发度；3）所需理论板数；4）R/R min 。

（20分） 解：1）0.50.0510050/0.950.05F W D W x x D Fkmol h x x −−==×=−−W=F-D=100-50=50kmol/h2）在图中的平衡曲线上取点（0.5，0.75），则(1)0.750.53(1)0.50.25y x x y α−×===−×3）q=1则q 线方程为x=x F =0.5；0.950.381 2.5D x R ==+ 0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0WfeDyx过（0.95，0.95）、（0，0.38）作精馏段操作线，过（0.5，0.5）作纵坐标的平行线——q 线，将（0.05，0.05）与精馏段操作线与q 线的交点相连——提馏段操作线；从（0.95，0.95）开始在精馏段操作线与平衡曲线之间作梯级直到某块理论板上下降液相组成恰好小于等于进料组成，则转化为在提馏段操作线与平衡线之间作梯级，直到某块板上下降液相组成恰好小于等于x w 为止，数出梯级的数量，即理论版板层数（含塔釜再沸器）。

4）由图得：0.50.75q q x y ==，min min0.950.751.50.81.8750.750.50.8D q q qx y RR R y x −−====−−五、有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m 3/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，填料层高度为6m，平衡关系为Y *=1.4X ，已知K Y a=38.5kmol/h.m 3。

问（1）若水的用量为13.4kmol/h，则(L/L min )等于多少？2）若水的用量为13.4kmol/h，该塔能否适用？3）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否适用？（注：在此条件下不会发生液泛，按气膜控制计算）（15分） 解：1212120.050.00040.05260.0004110.05110.0004y y Y Y y y =====≈−−−− 1）010[(1)]273101.31(10.05)2007.69/22.427328101.322.4hT Py V TP V kmol h −==−××××=+12min min *12()Y Y L L V V V X X −==− *1210Y X X m==1210.05260.00040.99240.0526Y Y Y η−−=== 12min 1()7.69 1.40.992410.68/m Y Y L V Vm kmol h Y η−===××=min13.41.2510.68LL == 2）：2227.690.7850.80.50240.3976438.50.5024OG Y V D m H m K a πΩ==×====Ω×1.47.690.803413.4mV S L ×===20X =由：则：1111ln[(1)]ln[(10.8034)0.8034]16.71110.803410.9924OG N S S S η=−+=−+=−−−−得分 评阅教师0.397616.7 6.646OG OG Z H N m m==×=>∴不能满足要求。