柴诚敬化工原理课后题答案(09)第九章 蒸馏
化工原理蒸馏题库及答案
化工原理蒸馏题库及答案1. 下列说法错误的是（ C ）。
A、多效蒸发时，后一效的压力一定比前一效的低；B、多效冷却时效数越多，单位蒸气消耗量越太少；C、多效蒸发时效数越多越好；D、大规模已连续生产场合均使用多效冷却2. 多效蒸发流程中不宜处理黏度随浓度的增加而迅速增大的溶液是（ A ）。
A、顺流皮德盖；B、逆流皮德盖；C、平流皮德盖；D、错流皮德盖3. 多效蒸发流程中主要用在蒸发过程中有晶体析出场合的是（ C ）。
A、顺流皮德盖；B、逆流皮德盖；C、平流皮德盖；D、错流皮德盖4. 将加热室安在蒸发室外面的是（ C ）蒸发器。
A、中央循环管式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制性循环式5. 膜式蒸发器中，适用于易结晶、结垢物料的是（ A ）。
A、升膜式；B、再降膜式；C、滑行膜式；D、回转式6. 下列结构最简单的是（ A ）蒸发器。
A、标准式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制性循环式7. 下列说法中正确的是（ D ）。
A、单效冷却比多效冷却应用领域甚广；B、预热冷却可以增加设备费用；C、二次蒸气即第二效蒸发的蒸气；D、采用多效蒸发的目的是降低单位蒸气消耗量8. 在多效冷却的三种流程中（ C ）。
A、加热蒸气流向不相同；B、后一效的压力不一定比前一效低；C、逆流进料能够处置黏度随其浓度的减少而快速加强的溶液；D、同一效中加热蒸气的压力可能低于二次蒸气的压力9. 热敏性物料宜使用（ C ）蒸发器。
A、自然循环式；B、强制循环式；C、膜式；D、都可以10. 冷却操作方式中，以下措施中无法明显提升传热系数K的就是（ C ）。
A、及时排除加热蒸气中的不凝性气体；B、定期清洗除垢；C、提升冷却蒸气的湍流速度；D、提升溶液的.速度和湍流程度11. 下列溶液循环速度最快的是（ D ）蒸发器。
A、标准式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制性循环式1. 多效蒸发的目的是为了提高产量。
（× ）2. 冷却生产的目的，一就是铀溶液，二就是除去结晶盐。
化工原理-第九章-液体精馏资料
化工原理-第九章-液体精馏（一）测试一一．选择题1． 蒸馏是利用各组分（ ）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。
2．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。
3．（ ）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。
4．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。
5．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。
6．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。
7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。
BA 气相；B 液相；C 固相；D 混合相。
8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。
CA 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板。
9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。
BA 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。
10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。
(则W=0) BA 60 kmol/h ；B 66.7 kmol/h ；C 90 kmol/h ；D 100 kmol/h 。
11．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 （ ）。
AA ．2min 1min R R <；B ．2min 1min R R =；C ．2min 1min R R >；D ．min R 的大小无法确定12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。
化工原理《蒸馏》习题及答案
化工原理《蒸馏》习题及答案1.单位换算（1） 乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894，其质量分数为多少？ （2） 苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，其摩尔分数为多少？大气中O 2含量为0.21， N 2含量为0.79（均为体积分率），试求在标准大气压下， O 2和N 2 的分压为多少？ O 2和N 2 的质量分数为多少？ 解：（1）质量分数 956.0106.018894.046894.046=⨯+⨯⨯=+=B B A A A A A x M x M x M a（2）摩尔分数（苯分子量：78；甲苯分子量：92）239.09279.07821.07821.0=+=+=BBAAA AA M a M a M a x （3）79.0121.0=-==⋅=O N O O P P y P P767.0233.011233.079.02821.03221.032=-=-==⨯+⨯⨯=+=O N N N O O O O O a a x M x M x M a2．正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa 和64.5kPa 。
试计算混合液由正庚烷0.4和正辛烷0.6（均为摩尔分数）组成时，在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸气组成。
（此溶液为理想溶液） 解：409.0591.011591.07.9456kPa 7.947.3856kPa 7.386.05.64kPa 564.0140=-=-=====+=+==⨯=⋅==⨯=⋅=A B A A B A B O B B A O A A y y P P y P P P x P P x P P3．试计算压力为101.3kPa 时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。
已知96℃时， p A o =160.52kPa ，p B o =65.66kPa 。
解：液相苯的分率：376.066.6552.16066.653.101=--=--=OBO A O B A P P P P x气相苯的分率：596.03.101376.052.160=⨯=⋅=P x P y A OAA4．在101.3 kPa 时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：试求：（1）在压力101.3 kPa 下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？（2）在压力101.3 kPa 下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？ （3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？ 解：t-x-y 图0.00.20.40.60.81.095100105110115120125oC习题4附图由t -x -y 图可知（1）泡点为114℃，平衡蒸汽的组成为0.54（摩尔分数）；（2）溶液处于汽液混合状态，液相组成为0.24（摩尔分数），气相组成为0.42（摩尔分数）； （3）溶液加热到119℃时全部汽化为饱和蒸汽。
化工原理习题第九章 液体精馏
第九章液体精馏1 ．精馏操作时，若Ｆ，ｘ ，ｑ，Ｒ均不变，而将塔顶产品量Ｄ增加，其结果是：（）。
（Ａ）ｘ 下降，ｘ 下降；（Ｂ）ｘ 下降，ｘ 上升；（Ｃ）ｘ 下降，ｘ 不变；（Ｄ）ｘ 不变，ｘ 下降。
2 ．某真空操作情馏塔，因故真空度减小，而Ｆ，Ｄ，ｘ ，ｑ，加料位置，回流比Ｒ都不变。
则塔底残液ｘ 变化为：（）（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定3 ．精馏操作时，若Ｆ，Ｄ，ｘ ，ｑ，加料板位置，Ｒ都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成ｘ 变化为：（）（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定4 ．精馏的操作线是直线，主要基于如下原因：（）（Ａ）理论板假定（Ｂ）理想物系（Ｃ）塔顶泡点回流（Ｄ）恒摩尔流假定。
5 ．操作中连续精馏塔，如采用回流比小于最小回流比，则（）（Ａ）ｘ，ｘ均增加（Ｂ）ｘ，ｘ均不变（Ｃ）不能操作（Ｄ）ｘ减小，ｘ增加6 ．两组份的相对挥发度越接近于 1 ，则表示分离该物系越____________（ A ）容易；（B ）困难；（ C ）完全；（ D ）不完全。
7 ．精馏设计时，若回流比 R 增加并不意味产品 D 减小，精馏操作时也可能有类似情况。
此话 ___________ 。
（ A ）对（ B ）错8 ．精馏设计时，采用相同的塔釜蒸发量，则冷液进料比热加料需要较少理论板数。
此话 _______（ 1 ）对（ 2 ）错9 ．某精馏塔的设计任务为：原料为 F 、 x f ，塔顶为 x D ，塔底为 x W ，若塔釜上升蒸汽量不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板 N T _____。
（ A ）增加（B ）减少（ C ）不变（ D ）不确定10 ．精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质，使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于 ________ 。
(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的现象同时发生。
柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库章节题库蒸 馏【圣才出品】
第9章蒸馏1．在苯-甲苯的精馏中，（1）已知塔顶温度为82℃，塔顶蒸气组成为苯0.95，甲苯0.05（摩尔分数），求塔顶操作压力；（2）若塔顶压力不变而塔顶温度变为85℃，求塔顶蒸气的组成。
已知苯和甲苯的蒸气压方程分别如下：其中压强的单位为kPa，温度的单位为℃。
解：（1）由蒸气压方程求82℃时苯和甲苯作为纯组分时的蒸气压：由露点方程：①②联立求解式①、式②两式可得：x＝0.880p＝99.67kPa（2）由蒸气压方程求85℃时苯和甲苯作为纯组分时的蒸气压：由泡点方程求液相组成：由露点方程求气相组成：2．苯-甲苯混合液（理想溶液）中，苯的质量分数＝0.3。
求体系总压分别为109.86kPa 和5.332kPa时的泡点温度和相对挥发度，并预测相应的气相组成。
（蒸气压方程如上题所示）解：将苯的质量分数转化为摩尔分数：（1）总压为109.86kPa时试差：设泡点温度为100℃，由蒸气压方程求得：由泡点方程计算苯的摩尔分数：计算值与假定值足够接近，以上计算有效，溶液泡点温度为100℃。
相对挥发度：由相平衡方程预测气相组成：（2）总压为5.332kPa时，同理，可以试差求得体系的泡点温度为20℃。
在试差过程中已求得20℃苯的饱和蒸气压为：由露点方程求气相组成：相对挥发度：3．某混合液含易挥发组分0.30（摩尔分数，下同），以饱和液体状态连续送入精馏塔，塔顶馏出液组成为0.93，釜液组成为0.05。
气、液相在塔内满足恒摩尔流假定条件。
试求：（1）回流比为2.3时精馏段的液-气比和提馏段的气-液比及这两段的操作线方程；（2）回流比为4.0时精馏段的液-气比和提馏段的气-液比。
解：塔顶产品的采出率：（1）R＝2.3时，精馏段液气比：精馏段操作线方程：将R＝2.3、代入得：y＝0.697x＋0.282泡点进料，q＝1提馏段气液比：提馏段操作线方程：将D/F＝0.284、R＝2.3及代入上式可得y＝1.764x－0.038（2）R＝4时，精馏段液气比：提馏段的气液比为：4．某二元混合物以10kmol/h 的流量连续加入某精馏塔，塔内气、液两相满足恒摩尔流假定。
化工原理第9章习资料
第9章习题解答9-1．苯—甲苯混合液采用板式精馏塔进行连续精馏分离，已知在全回流操作条件下测得自第11板至第13板上流下的液相组成依次为0.618，0.433和0.305，各塔板上物系的平均相对挥发度依次为2.51，2.47和2.39。
试求第12板与第13板以气相组成表示的默弗里板单板效率。
解：根据全回流过程的特点，可知全回流时的操作线为：1n n y x += 由精馏过程的相平衡方程，可得：1(1)n nn n nx y x αα=+-由题意，得： 1211131214130.618,0.433,0.305y x y x y x ======；1112132.51, 2.47, 2.39ααα===。
则可求得与离开第12板与第13板的液体组成相平衡的气相组成分别为： *1212121212 2.470.4330.6531(1)1(2.471)0.433x y x αα⨯===+-+-⨯*1313131313 2.390.3050.5121(1)1(2.391)0.305x y x αα⨯===+-+-⨯因此所求第12板与第13板以气相组成表示的默弗里板单板效率分别为：1121312**121310.6180.43384.1%0.6530.433n n mv n n y y y y E y y y y ++---====--- 1131413**131410.4330.30561.8%0.5120.305n n mv n n y y y y E y y y y ++---====---9-2. 在一年产10000 t 93%（质量分率，下同）乙醇的常压精馏塔，进料为35%的酒精溶液，泡点进料与回流，此塔选用筛板塔，塔釜x w <1%，试设计和计算以下项目：（1） 最小回流比与适宜回流比； （2） 精馏段与提馏段的数值方程； （3） 理论塔板数与加料板位置； （4） 塔效率与实际塔板数。
解：（1）由题意，知乙醇（A ）与水（B ）的摩尔质量分别为：46.07/,18.02/A B M g mol M g mol ==。
《化工原理》第四版柴诚敬课后答案
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1、什么是化学反应速率？速率常数的单位是什么？答：化学反应速率是指化学反应物质参加反应的速度，通常用反应物的消失速率或生成物的出现速率来表示。
速率常数是反应速率与各反应物摩尔浓度的乘积之比，单位为L/(mol·s) 或mol/(L·s)。
2、简述气体扩散的弥散定律。
答：气体扩散的弥散定律是指在稳态下，气体分子的自由扩散速率与浓度梯度成正比。
即 Fick 定律：$\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}t}=-D\frac{\mathrm{d}^2C}{\mathrm{d}x^2} $，其中 $C$ 表示气体浓度，$D$ 表示气体扩散系数。
3、液-液萃取的原理是什么？答：液-液萃取是指将需要分离的两种液体混合物加入到另一种相容性差的溶剂中，通过溶剂与其中一种液体成分亲和力不同而实现分离的过程。
其原理是基于液体分子之间的相互作用力和表面张力的不同，利用溶剂与其中一种液体成分的亲和力不同，使其在液液界面上产生不同的分配系数，从而实现分离。
4、什么是难溶物？答：难溶物是指在水或其他溶剂中，由于溶剂对溶质的溶解度有限，因而无法完全溶解的物质。
难溶物的形成主要是由于溶质和溶剂之间的相互作用力不足以克服其相互之间的相互作用力而导致的。
5、什么是表面活性剂？请举例说明。
答：表面活性剂是指在液-液界面或液-气界面上能够降低表面张力的一类化合物。
常见的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂等。
例如：肥皂就是一种阴离子表面活性剂，其主要成分是油酸钠或棕榈酸钠；十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，广泛用于洗涤剂中；十六烷基三甲基溴化铵是一种阳离子表面活性剂，常用于消毒剂中。
6、什么是热力学第一定律？答：热力学第一定律是指能量守恒定律，即在任何过程中，能量的总量都保持不变。
化工原理习题蒸馏答案
第三部分蒸馏一、填空题1、蒸馏是用来分离均相液体混合物的单元操作。
2、含乙醇12%（质量百分数）的水溶液，其乙醇的摩尔分率为 5.07%。
3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分挥发度的差异而达到分离的目的。
4、进料板将精馏塔分为精馏段和提馏段。
5、理想溶液的气液相平衡关系遵循拉乌尔定律。
6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下，加热到某一温度，液体出现第一个气泡，此温度称为该液体在指定总压下的泡点温度，简称泡点。
7、在一定总压下准却气体混合物，当冷却到某一温度，产生第一个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的露点温度，简称露点。
8、理想溶液中各组分的挥发度等于其饱和蒸气压。
9、相对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏分离的难易程度。
10、在精馏操作中，回流比的操作上限是全回流。
11、在精馏操作中，回流比的操作下限是最小回流比。
12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数。
13、q 值越大，达到分离要求所需的理论板数越少。
14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为逐渐降低。
15、当分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中，冷液进料的q值最大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论板数最少。
16、精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。
17、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）。
18、分离任务要求一定，当回流比一定时，在 5 种进料状况中,冷液体进料的q 值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远, 分离所需的总理论板数最少。
19、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20、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66.7 kmol/h 。
新版化工原理习题答案第九章蒸馏
第九章 蒸馏1．在密闭容器中将A 、B 两组分的理想溶液升温至82 ℃，在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为*A p = kPa 及*B p ＝ kPa ，取样测得液面上方气相中组分A 的摩尔分数为。
试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。
解：本题可用露点及泡点方程求解。
()()()()95.085.416.10785.416.107总总*B*A 总*B 总*A A 总*AA =-=--==p p p p p p p p x p p y － 解得 76.99＝总p kPa8808.085.416.10785.4176.99*B*A *B =--=--=p p p p x 总本题也可通过相对挥发度求解571.285.416.107*B *A ===p p α由气液平衡方程得()()8808.095.01571.295.095.01=-+=-+=y y y x α()()[]kPa 76.99kPa 8808.0185.418808.06.1071A *BA *A =-+⨯=-+x p x p p ＝总 2．试分别计算含苯（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成。
苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系为24.22035.1206032.6lg *A +-=t p58.21994.1343078.6lg *B +-=t p 式中p ﹡的单位为kPa ，t 的单位为℃。
苯—甲苯混合液可视为理想溶液。
（作为试差起点，100 kPa 和10 kPa对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃）解：本题需试差计算 （1）总压p 总＝100 kPa 初设泡点为94.6℃，则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa同理 80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x或 ()kPa04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p则 46.215.6337.155*B *A ===p p α 6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=x x y αα（2）总压为p 总＝10 kPa通过试差，泡点为31.5℃，*A p =，*B p ＝203.3313.502.17==α 681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y随压力降低，α增大，气相组成提高。
化工原理习题解第九章习题解
化⼯原理习题解第九章习题解第九章吸收9-1 总压为kPa 3.101、含3NH %5（体积分数）的混合⽓体，在C25下与浓度为3.71.1 m kmol 的氨⽔接触，试判别此过程的进⾏⽅向，并在c p 图上⽰意求取传质推动⼒的⽅法。
解氨—⽔平衡关系列在本章附录⼆中，需将题中组成化为其中的单位，以便⽐较。
⽓相氨分压 kPa p 065.505.03.101液相组成换算要⽤到密度，暂取3.990 m kg （参考例9-2，温度较⾼较⼩）。
对3.71.1 m kmol c 氨⽔，每⽴⽅⽶含氨kg 1.291771.1 ，含⽔kg 9.9601.29990 ；故kg 100⽔中含氨kg 03.3)9.960/1.26(100 。
与附录⼆⽐较，氨⽔组成为kg 3氨.1-100(⽔）kg ，C25下的平衡氨分压为kPa 13.3，⽐题给氨分压低，故知过程⽅向应为吸收。
（注：虽然氨⽔密度的估计稍有误差，但不影响过程⽅向。
作图从略）9-2 含%32CO （体积分数）的2CO —空⽓混合⽓，在填料塔中⽤⽔进⾏逆流吸收，操作压⼒为（绝）为kPa 200、温度为C 25，试求出塔的g 100⽔中最多可溶解多少克2CO ？其浓度⼜为多少？解出塔⽔的最⼤浓度系与逆流进塔的⽓体平衡，此时2CO 的分压kPa Py p 603.0200 ，查本章附录⼀，C 25下2CO 溶于⽔的亨利系数MPa E 166 。
按式（9-5），液相平衡组成为 153)(.1061.3101666 B A mol A mol E p x ⽽ 155max ).(1084.81061.3)1844()()(gS gA x M M x M M S A L A 即 123100.(1084.8 ）g gCO浓度 335max .1001.2)1061.3()18/1000()(m kmol x M sCx c s9-3 总压kPa 3.101、含%62CO （体积分数）的空⽓，在C20下与2CO 浓度为3.3 m kmol 的⽔溶液接触，试判别其传质⽅向。
化工原理-14-第九章-蒸馏-习题课
例3理论板数的计算
某苯与甲苯混合物中含苯的摩尔分率为40%，流量为100kmol/h， 拟采用精馏操作，在常压下加以分离，要求塔顶产品浓度为0.9， 苯的回收率不低于90%，原料预热到泡点加入塔内，塔顶设有全凝 器，液体在泡点下进行回流，回流比取其最小值的1.5倍。已知在 操作条件下，物系的相对挥发度为2.47，试求： ①为完成分离任务所需要的最少理论板数为多少？ ②在精馏塔内循环的物料量为多少？
解：①根据物料衡算
F V L FxF Vy Lx
根据题意：V 0.3，L 0.7
F
F
则： 0.3y0.7x0.6
根据相平衡： y 2.47x 11.47x
两方程联立求解：
x0.538，9y 0.7426
②根据：ln A1 ln B1
A2
B2
lnW 1x1 W 2x2
V' V
Rm '' i n1D
因为：F 1 F2
1 3
，F2 3F1
根据全塔物料衡算：
F F11xF1F2 F2D xF2W DD xWW x 0 4.F 51F 1 D 3 F1 W 0.20.9D0.0W 5
则：F1 0.85
D
最L '' q 2F 2L '' F 2 L ''Lq 1F 1LF 1
故：L'LF1F2
同理：V '' V ' 1 q 2 F 2 V '
而： V V '' 1 q 1 F 1 V ''
故：V'V
L'LF 1F2Rm " iD nF 1F2
柴诚敬化工原理课后题答案(09)第九章 蒸馏
第九章 蒸馏1．在密闭容器中将A 、B 两组分的理想溶液升温至82 ℃，在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为*A p =107.6 kPa 及*B p ＝41.85 kPa ，取样测得液面上方气相中组分A 的摩尔分数为0.95。
试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。
解：本题可用露点及泡点方程求解。
()()()()95.085.416.10785.416.107总总*B*A 总*B 总*A A 总*AA =-=--==p p p p p p p p x p p y － 解得 76.99＝总p kPa8808.085.416.10785.4176.99*B*A *B =--=--=p p p p x 总本题也可通过相对挥发度求解571.285.416.107*B *A ===p p α由气液平衡方程得()()8808.095.01571.295.095.01=-+=-+=y y y x α()()[]kPa 76.99kPa 8808.0185.418808.06.1071A *BA *A =-+⨯=-+x p x p p ＝总 2．试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成。
苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系为24.22035.1206032.6lg *A +-=t p58.21994.1343078.6lg *B +-=t p 式中p ﹡的单位为kPa ，t 的单位为℃。
苯—甲苯混合液可视为理想溶液。
（作为试差起点，100 kPa 和10 kPa 对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃）解：本题需试差计算 （1）总压p 总＝100 kPa 初设泡点为94.6℃，则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa同理 80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x或 ()kPa04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p则 46.215.6337.155*B *A ===p p α6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=x x y αα（2）总压为p 总＝10 kPa通过试差，泡点为31.5℃，*A p =17.02kPa ，*B p ＝5.313kPa203.3313.502.17==α 681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y随压力降低，α增大，气相组成提高。
化工原理下课后习题解答天津大学化工学院柴诚敬
第七章传质与分离过程概论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1Y 、2Y 。
解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。
120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==-20.00340.003410.0034Y ==-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。
2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1）2)B A A B A B A A (d d M x M x x M M w +=（2）2A )(d d BB AA B A A M w M w M M w x +=解：（1）BB A A A AA M x M x x M w +=BA A A)1(A A M x M x x M -+=2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2)B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+由于 1B A =+x x 故2)B B A A B A A (d A d M x M x x M M w +=（2）BB AAA AA M w M w M w x+=2)()(Ad A d BB A A BAA ABB AA A 11)(1M w M w M M M w M w M w M w x+-+=-2)(BA 1(BB A A )B A M w M w M M w w ++=2)(BB AA B A 1M w M w M M +=故 2)(d A d BB AA B A A M w M w M M w x +=3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中，CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。
柴诚敬版化工原理化工原理课后题答案
=
9.811.5
+
1 2
u2 b2
+
5.5ub22
ub = 3.0 m s
（2）水的流量（以 m3/h 计）
Vs
=
u
b2
A
=
3.0
3.14 4
Байду номын сангаас
(0.018
−
2
0.004)2
= 0.02355 m3
s = 84.78 m3
h
4
习题 11 附图
习题 12 附图
12．20 ℃的水以 2.5 m/s 的平均流速流经φ38 mm×2.5 mm 的水平管，此管以锥形管与 另一φ53 mm×3 mm 的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧 A、B 处各插入一垂直 玻璃管以观察两截面的压力。若水流经 A、B 两截面间的能量损失为 1.5 J/kg，求两玻璃管的
解： 水 gh = 13.3
h = 13.3 (水 g ) = 13.3 1000 (1000 9.8)m = 1.36m
习题 7 附图
流体流动概述
8. 密度为 1800 kg/m3 的某液体经一内径为 60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为 0.8
m/s，求该液体的体积流量（m3/h）、质量流量（kg/s）和质量通量[kg/(m2·s)]。
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= 85.3 103 − 20 103 Pa = 65.3kPa
（2）真空表读数
( ) 真空度=大气压-绝压= 101.33 103 − 65.3 103 Pa = 36.03kPa
化工原理柴敬诚答案
化工原理柴敬诚答案化工原理是以化学反应为基础的科学，是研究物质内部化学键和化学反应性质、结构的科学。
它是人们认识和改造世界客观事物的基础。
我们常说：化工就是把化工科学发展到新阶段。
化学具有许多新的领域，特别是化学工业中的物质，都有不同程度的成分都会与化学作用于环境而发生变化。
如光能使有机物氧化，电离成氢、氧；水能使有机物溶化，与盐作用生成氢气和氧气，并产生氨；氧气可以参与化学反应，或促使化学物质氧化等。
然而，化学反应也会产生有害反应如：光透过率降低、温度升高、压力降低、反应物不能溶解等。
1.化学反应一般需要()个催化剂，催化剂或化学反应物。
解析：催化剂是反应发生的重要物质。
它在反应中起着催化作用，可使反应进行。
一般要由4个步骤完成，称为化学反应阶段。
化学反应是物理变化和化学变化使物质的数量和质量发生变化的过程。
化工中化学反应最基本、最重要的步骤就是生成物质。
催化剂是化学反应过程最基本、最重要、也是最常用的催化剂之一。
催化剂的种类很多，包括有机化合物催化剂、金属催化剂等。
一般催化过程需催化剂或化学反应物()种、催化剂使用方法及用量()。
例如：硝酸铵形成硝酸根离子时需要硫酸根离子作为催化剂；硝酸根离子与水发生化学反应；硫酸根离子又可使亚铁形成氯化铁等。
这是化学过程中较为常见的催化剂。
化学性质通常对催化剂有以下影响：1.使离子能发生变化2.氢原子在催化剂作用下不稳定3.催化剂：活性中心有价元素可以直接参与化学反应。
2.反应过程的作用机理有以下三种类型：(1)物理化学作用机理：原子或分子之间的相互作用是物质反应的主要形式。
如：原子间的键合；(2)化学反应机理：化学反应进行所需要物质的化合作用过程产生的物质有氢、氧等可溶性的有机化合物如甲烷、丁二烯、二甲苯、丙酮、乙二醇等；还可以利用化学反应过程可利用的元素的性质及其对物质的化学影响。
或将它们转化为化学能、或将其能利用；或将它们转化为某种形式。
如：氢元素、氯元素等在自然界存在时能使一切物质转变为元素金属或化合物；金属或其他金属元素能与水形成络合物而形成化合物等：如铬、铜等金属化合物在催化剂作用下发生氧化而形成金属化合物是一种化学反应。
化工原理课后思考题答案完整版
第一章流体流动问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4.静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5.图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m 2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由)答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。
09化工原理第九章习题答案
9-1、已知标准大气压下空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃。
求此空气的湿度、焓、相对湿度、露点、比热容及比体积。
（答：1kgkg 019.0−⋅， 1kg kJ 98−⋅，%25，24℃11K kg kJ 045.1−−⋅⋅，13kg m 925.0−⋅）解：由湿空气的H T −图查出C 50°=t ，C 30°=w t 时：1kg kg 019.0−⋅=H ， 1kg kJ 98−⋅=H I ，%25=ϕ，C 24°=d t ，11K kg kJ 045.1−−⋅⋅=H C ， 13kg m 925.0−⋅=H v 。
9-2、利用湿空气的性质图查出本题附表中空格项的数值，填充下表：湿空气总压强Pa100133.15×=P 序号干球温度℃湿球温度℃湿度1kg kg −⋅相对湿度%焓1kg kJ −⋅水汽分压2m kN −⋅露点℃⑴(20)(75)⑵(40)(25)⑶(35)(30)解：湿空气总压强Pa100133.15×=P 序号干球温度℃湿球温度℃湿度1kg kg −⋅相对湿度%焓1kg kJ −⋅水汽分压2m kN −⋅露点℃⑴(20)170.011(75)48 1.515.5⑵(40)28.50.0204292 3.2(25)⑶55(35)0.028271274.3(30)9-3、将温度为120℃，湿度为 1kg kg 150−⋅.的湿空气在kPa 3.101的恒定总压下加以冷却，试分别计算冷却至以下温度每kg 绝干空气所析出的水分（1）冷却到100℃；（2）冷却到50℃；（3）冷却到20℃。
（答：0，1kg kg 0638.0−⋅，1kg .1353kg 0−⋅）解：该空气在原来状态下的水汽分压为：kPa 68.1915.0622.015.03.101=+×=p ，⑴水在C 100°时的饱和蒸气压为01.3kPa 1，大于空气中水汽分压kPa 68.19，故将空气冷却到C 100°，空气仍未达到饱和状态，不会有液态水析出。
化工原理白皮书答案
L L qF
不变
L V
不利于xw
全回流 7.芬斯克方程的应用条件是什么？_______ 若xw=0.01，已知xD1=0.9时为NT，min1，xD2=0.99时为NT， 1.35:1 min2，则NT，min2与NT，min1的比值为______。
x D 0.9, xW 0.01
12．在多组分精馏中，同样的进料，对不同的分离 方案而言，关键组分是不同的。 （ √ ）
二、填空题 1．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别 简单蒸馏是间歇非定态过程，平衡蒸馏是定态过程 ___________________________________________, 间歇精馏有回流 简单蒸馏与间歇蒸馏的主要区别是_____________。
提馏段斜率:
W ye 0 0.429 S x f x w max 0.2 x w max
xw max 0.0163
四、某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,进料量F＝ 30kmol/h，其中苯的摩尔分率xF=0.5。进料为汽液 混合物，汽液比为 2：3，要求塔顶、塔底产品中 苯的摩尔分率分别为xD=0.95，xW=0.10，采用回 流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统 的平均相对挥发度α=2.45。 试求：（1）塔顶、塔底的产品量； （2）最小回流比Rmin； （3）精馏段和提馏段操作线方程； （4）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板， 求离开第二块板（自塔顶向下数）蒸汽和液体的 组成。
与F无关，与α有关。
7．设计时若F，xF ，xD，xw， 均一定，若将进料 V 从q=1变为冷液进料，则NT减少。 （ × ）
根据能量合理利用的原则，冷量从 塔顶加入，热量从塔底加入，使产生的 回流液能经过全塔，发挥最大效益。 原料液q变大，相当于对原料预冷， 不利于精馏，所需NT变大。 采出率不变，w不变， 不变， V L V W 不变，提馏段操作线斜率不变。
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第九章 蒸馏1．在密闭容器中将A 、B 两组分的理想溶液升温至82 ℃，在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为*A p =107.6 kPa 及*B p ＝41.85 kPa ，取样测得液面上方气相中组分A 的摩尔分数为0.95。
试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。
解：本题可用露点及泡点方程求解。
()()()()95.085.416.10785.416.107总总*B*A 总*B 总*A A 总*AA =-=--==p p p p p p p p x p p y － 解得 76.99＝总p kPa8808.085.416.10785.4176.99*B*A *B =--=--=p p p p x 总本题也可通过相对挥发度求解571.285.416.107*B *A ===p p α由气液平衡方程得()()8808.095.01571.295.095.01=-+=-+=y y y x α()()[]kPa 76.99kPa 8808.0185.418808.06.1071A *BA *A =-+⨯=-+x p x p p ＝总 2．试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成。
苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系为24.22035.1206032.6lg *A +-=t p58.21994.1343078.6lg *B +-=t p 式中p ﹡的单位为kPa ，t 的单位为℃。
苯—甲苯混合液可视为理想溶液。
（作为试差起点，100 kPa 和10 kPa 对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃）解：本题需试差计算 （1）总压p 总＝100 kPa 初设泡点为94.6℃，则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa同理 80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x或 ()kPa04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p则 46.215.6337.155*B *A ===p p α6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=x x y αα（2）总压为p 总＝10 kPa通过试差，泡点为31.5℃，*A p =17.02kPa ，*B p ＝5.313kPa203.3313.502.17==α 681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y随压力降低，α增大，气相组成提高。
3．在100 kPa 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100 kmol ，汽化率为0.44。
操作范围内的平衡关系可表示为549.046.0+=x y 。
试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。
解：（1）平衡蒸馏（闪蒸） 依题给条件56.044.01=-=q则 x x q x x q q y 273.125.1156.055.0156.056.011F -=---=---=由平衡方程 0.460.549y x =+ 联立两方程，得y = 0.735， x = 0.4045D F 0.440.44100n n ==⨯kmol = 44kmol%8.58%10055.0100735.044%100F F D =⨯⨯⨯=⨯=x n y n η （2）简单蒸馏44D =n kmol 56W =n kmolW 0.55F W 100d lnln 56x n x n y x==-⎰ 即 0.5490.5410.5798ln 0.540.5490.540.55W x -=-⨯解得 x W = 0.3785()()7683.03785.055.0445655.0W F D W F =-+=-+=x x n n x y %46.61%10055.01007683.044A =⨯⨯⨯=η简单蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）4．在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5（苯的摩尔分数，下同）苯—甲苯混合液，其流量为100 kmol/h 。
已知馏出液组成为0.95，釜液组成为0.05，试求（1）馏出液的流量和苯的收率；（2）保持馏出液组成0.95不变，馏出液最大可能的流量。
解：（1）馏出液的流量和苯的收率hkmol 50h kmol 05.095.005.05.0100W D W F F n,D n,=--⨯=--=x x x x q q%95%1005.010095.050%100FF n,D D n,A =⨯⨯⨯=⨯=x q x q η（2）馏出液的最大可能流量当ηA =100%时，获得最大可能流量，即kmol/h 52.63 kmol/h 95.05.0100D F F n,Dmax n,=⨯==x x q q5．在连续精馏塔中分离A 、B 两组分溶液。
原料液的处理量为100 kmol/h ，其组成为0.45（易挥发组分A 的摩尔分数，下同），饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96％，釜液的组成为0.033。
试求（1）馏出液的流量和组成；（2）若操作回流比为2.65，写出精馏段的操作线方程；（3）提馏段的液相负荷。
解：（1）馏出液的流量和组成 由全塔物料衡算，可得kmol/h 43.2kmol/h 45.010096.096.0F F n,D D n,=⨯⨯==x q x q ()kmol/h1.8kmol/h 45.010096.01W W n,=⨯⨯-=x qn,W 1.80.033q =kmol/h=54.55 kmol/h ()n,D n,F n,W 10054.55q q q =-=-kmol/h=45.45 kmol/h 9505.045.452.43D ==x （2）精馏段操作线方程2604.0726.065.39505.065.365.211D +=+=+++=x x R x x R R y （3）提馏段的液相负荷()kmol/h 4.202kmol/h 10045.4565.2F n,D n,F n,L n,L n,=+⨯=+=+='q Rq qq q q6．在常压连续精馏塔中分离A 、B 两组分理想溶液。
进料量为60 kmol/h ，其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数，下同），原料液的泡点为92 ℃。
要求馏出液的组成为0.96，釜液组成为0.04，操作回流比为2.8。
试求如下三种进料热状态的q 值和提馏段的气相负荷。
（1）40 ℃冷液进料； （2）饱和液体进料； （3）饱和蒸气进料。
已知：原料液的汽化热为371 kJ/kg ，比热容为1.82 kJ/(kg ·℃)。
解：由题给数据，可得kmol/h.3972kmol/h 04.096.004.046.060W D W F F n,D n,=--⨯=--=x x x x q q ()kmol/h 32.61kmol/h 39.2760W n,=-=q（1）40 ℃冷液进料 q 值可由定义式计算，即()()255.1371409282.111F b P =-+=-+=r t t c q()()()()[]h 119.4kmol/ kmol/h 60255.1139.2718.211D n,=⨯--⨯+=--+='F q q R V（2）饱和液体进料 此时 q = 1().1kmol/h 041kmol/h 39.278.31D n,=⨯=+=='q R V V（3）饱和蒸气进料 q = 0().1kmol/h 44kmol/h 601.104F n,=-=-='q V V三种进料热状态下，由于q 的不同，提馏段的气相负荷（即再沸器的热负荷）有明显差异。
饱和蒸气进料V ′最小。
7．在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。
原料液流量为50 kmol/h ，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。
已知精馏段操作线方程为y = 0.75x +0.238；q 线方程为y = 2-3x 。
试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值x q 及y q ；（4）提馏段操作线方程。
解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得75.01=+R R及238.01D =+R x 解得 R = 3，x D = 0.9522）进料热状况参数及原料液组成 由于31qq =--及21F =-qx 解得 q = 0.75（气液混合进料），x F = 0.5（3）两操作线交点的坐标值x q 及y q 联立操作线及q 线两方程，即238.075.0+=x y 23y x =- 解得 x q = 0.4699及y q = 0.5903（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为W V n,W n,V n,L n,x q q x q q y '''-'='式中有关参数计算如下：kmol/h68.24kmol/h 952.05.05094.0D F F n,A D n,=⨯⨯==x x q q η()n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-kmol/h = 25.32 kmol/h()()0592.032.255.05094.011Wn,F F n,A W =⨯⨯-=-=q x q x η()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯kmol/h =111.54 kmol/h ()n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-kmol/h = 86.22 kmol/h则 111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=-⨯=- 8．在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液，其组成为0.48（苯的摩尔分数，下同），泡0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0115dbx Wx Dc ae x Fy X习题8 附 图点进料。
要求馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。
操作回流比为2.5，平均相对挥发度为2.46，试用图解法确定所需理论板层数及适宜加料板位置。
解：由气液平衡方程计算气液相平衡组成如本题附表所示。
习题8 附 表x0 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 x xy 46.1146.2+=0.115 0.214 0.381 0.513 0.621 0.711 0.787 0.852 0.908 0.9571.0在x –y 图上作出平衡线，如本题附图所示。