11年化工原理试题及答案.docx

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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≈kx

C.为气膜控制且Ky≈kx/mD.为液膜控制且Ky≈kx/m

3.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；

A.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1

C选择性系数大于1D选择性系数小于1

7.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，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，

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。

D

xD

F

xF

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≈kx

C.为气膜控制且Ky≈kx/mD.为液膜控制且Ky≈kx/m

2.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

4.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1

C选择性系数大于1D选择性系数小于1

6.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，

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。

D

xD

F

xF

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：

7分

新工况：

3分

解得5分

5分

五、15分

（1）精馏段操作线方程为：

3分

2分

2分

2分

（2）

即

解之得：

6分

六、15分解：

（1）当出口气体温度选定为t2=70℃时，I1=I2

kg水/kg干空气4分

所需空气量可由物料衡算式求出

4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

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、15分

（1）精馏段操作线方程为：

3分

2分

2分

2分

（2）

即

解之得：

6分

五、20分需要作图具体求解，略

六、15分解：

（1）当出口气体温度选定为t2=70℃时，I1=I2

kg水/kg干空气4分

所需空气量可由物料衡算式求出

4分

所需供热量和热效率分别为

Q=