化工原理试题下册.docx
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化工原理试题下册
菏泽学院
2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷(A卷)
班级:
___________学号:
___________姓名:
___________得分:
___________
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
成绩
复核
得分
阅卷
题目部分,(卷面共有36题,95分,各大题标有题量和总分)
一、判断题(15小题,共15分)
1.
在进行吸收操作时,在塔内任一截面上,吸收质在气相中的分压总是高于其接触的液相平衡分压,( )所以在y-x图上,吸收操作线的位置总是位于平衡线的上方。
( )
2.
吸收过程中,当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少,此时推动力也最小。
( )
3.
计算填料吸收塔时,其N的含意是传质单元高度。
( )
4.
泛点气速是填料吸收塔空塔速度的上限。
( )
5.
若精馏段操作线方程y=0.75x+0.3,这绝不可能。
( )
6.
对于二元理想溶液,轻组分含量越高,则泡点越低。
( )
7.
精馏塔各板的效率均为50%时,全塔效率必定也是50%。
( )
8.
回流比相同时,塔顶回流液体的温度越高,分离效果越好。
( )
9.
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。
( )
10.
在精馏塔内任意1块理论板,其气相露点大于液相的泡点。
( )
11.
在相同的外压及温度下,沸点越低的物质容易挥发。
( )
12.
气液两相在筛板塔的接触方式有鼓泡、泡沫和喷射三种接触状态,由于鼓泡状态气液接触面积小,所以工业上一般使用泡沫和喷射接触状态。
( )
13.
填料的等板高度HETP以大为好,HETP越大,分离越完善。
( )
14.
以最少量溶剂进行单级萃取计算,可以获得最大溶质浓度的萃取相和萃取液。
( )
15.
萃取是利用原料液中各组分的密度差异来进行分离液体混合物的。
( )
二、填空题(7小题,共15分)
1.
填料塔的等板高度(HETP)是指________。
2.
精馏操作的依据是 ,实现精馏操作的必要条件包括 和 。
3.
负荷性能图有 条线,分别是 、 、 、 和 。
4.
在同样空塔气速和液流量下,塔板开孔率增加,其漏液量________,压力降________。
5.
设计连续精馏塔时,欲保持馏出液组成
和易挥发组分的回收率不变,试定性判断改变如下操作参数(其他参数不变)时所需理论板将如何变化:
(1)增大回流比R,____________;
(2)提高操作压强p,__________;
(3)提高加料温度
,__________;(4)增大生产能力20%(仍能正常操作),__________。
6.
已知q=1.1,则加料中液体量与总加料时的比是________。
7.
在萃取操作的B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S互溶度_________;溶质A组分的量越大,B-S互溶度越_________;恰当降低操作温度,B-S互溶度_________;萃取操作中选择性系数趋于无穷出现在_________。
三、选择题(6小题,共12分)
1.
某精馏操作时,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变,则此时塔顶组成
______,塔底组成
______,回流比R______,精馏段操作线斜率L/V______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定
2.
某板式塔的降液管面积为0.1
,板间距为450mm,液相负荷为100
,该塔盘在操作中可能发生
A、淹塔 B、过量雾沫夹带 C、漏液 D、过量气泡夹带
3.
某精馏塔维持其他条件不变,将加料板位置从最佳位置下移,则精馏段塔板数______,塔顶产品组成
______,塔底产品组成
______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定
4.
在B与S部分互溶的萃取过程中,若加入的纯溶剂用量S增加而其他操作条件不变,则萃取液浓度
_______。
A、增加 B、减小 C、不变 D、变化趋势不确定
5.
液液萃取是分离________。
A、气体混合物 B、均相液体混合物 C、非均相液体混合物 D、固体混合物
6.
湿空气在换热器中与传热介质进行热交换,
(1)如空气温度降低,其湿度肯定不变;
(2)如空气温度升高,其湿度肯定不变。
则正确的判断是_______。
A、两种提法都对 B、两种提法都不对
C、
(1)对,
(2)不对 D、
(2)对,
(1)不对
四、计算(4小题,共33分)
1.
在逆流操作的吸收塔中,于101.33kPa、25℃下用清水吸收混合气中的H2S,将其组成由2%降至0.1%(体积)。
该系统符合亨利定律。
亨利系数
。
若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍,试计算操作液气比
及出口液相组成X1。
若压强改为1013kPa,其他条件,再求
及X1。
2.
101.33kPa、10℃时,氧气在水中的溶解度可用
表示。
式中
为氧在气相中的分压,kPa;x为氧在液相中的摩尔分数。
试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧。
3.
在101.33kPa、0℃下的O2与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为13.33kPa和6.67kPa,又知扩散系数为0.185cm2/s,试计算下列两种情况下O2的传递速率,kmol/(m2
s):
(1)O2与CO两种气体作等分子反向扩散;
(2)CO气体为停滞组分。
4.
某化工过程,先以苯为溶剂,再将苯蒸发到干燥的氮气中,所形成的混合气体,在30℃、1atm(绝压)下的相对湿度为
=60%,为回收混合气体中的苯,拟采用如下两种方法,试分别求出苯的回收率。
(1)将混合气体冷却至-11.5℃;
(2)将混合气加压至4atm(绝压),再冷却至30℃。
苯在-11.5℃和30℃时的饱和蒸气压分别为10mmHg和18mmHg。
五、思考问答(4小题,共20分)
1.
评价塔板性能的指标有哪些方面?
2.
全回流与最小回流比的意义是什么?
各有什么用处?
一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?
3.
温度对于萃取分离效果有何影响?
如何选择萃取操作的温度?
4.
固体物料与一定状态的湿空气进行接触干燥时,可否获得绝干物料?
为什么?
====~~~~菏泽学院
2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷(A卷)
答案部分,(卷面共有36题,95.0分,各大题标有题量和总分)
一、判断题(15小题,共20分)
1.对;对
2.对
3.错
4.对
5.对
6.对
7.错
8.错
9.错
10.错
11.对
12.对
13.错
14.错
15.错
二、填空题(7小题,共20分)
1.起一块理论板作用的填料层度
2.混合液中各组分的挥发度差异 塔顶液相回流 塔底上升蒸气
3.五 液相上限线 液相上限线 雾沫夹带线 漏液线 液泛线
4.增加;减少
5.减小;增加;增加;不变
6.1∶1
7.增大;大;减小;B-S完全不互溶物系中
三、选择题(6小题,共20分)
1.A;B;C;C
2.D
3.A;B;A
4.D
5.B
6.D
四、计算(4小题,共20分)
1.解:
(1)操作压强为101.33kPa
由题意可知
所以
故
由物料平衡
得出口液组成
(3)操作压强为1013kPa
则
由物料平衡
得出口液组成
2.解:
由题意可知,亨利定律适用于氧气溶解在水中状况。
根据题中所给
,可得
相平衡常数
又因为空气中氧气含量为21%,所以
因为氧气难溶于水,所以液体密度可近似等于纯水密度,设每立方米液体含有w克氧,故有
解得w=11.5g。
3.解:
(1)由题意知,O2(A)和CO(B)两种气体作等分子反向扩散,则
(2)O2(A)通过停滞组分CO(B)的扩散
4.解:
30℃,1atm(绝压)下混合气的湿度为
(kg苯/kg氮气)
(1)混合气冷却至-11.5℃时,
=1,
=10mmHg,则混合气的湿度为
(kg苯/kg氮气)
假定干燥氮气的流率为G,则苯的回收率
(2)将混合气压缩到4atm(绝压),再冷却至30℃时,混合气被压缩,其湿度不变;因混合气仍与液苯接触,故加压后冷却至30℃时的湿度为
(kg苯/kg氮气)
则苯的回收率
说明:
(1)混合气的湿度可用公式计算,但系数不是0.622,而是
。
(2)混合气冷却至-11.5℃时苯的饱和蒸气压
=10mmHg,而原混合气在30℃时的苯蒸气分压
,说明混合气中会有苯析出,混合气为饱和状态,此时
=1。
(3)混合气被压缩到4atm绝压),则其苯蒸气分压也增加到原来的4倍,即
=283.2mmHg,而冷却至30℃后,其饱和蒸气压
=118mmHg,所以
,混合气仍为饱和状态。
五、思考问答(4小题,共20分)
1.评价塔板性能指标主要有:
塔板效率(包括总板效率、单板效率和点效率),通量和操作弹性等。
2.全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。
开工时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回流比,至规定回流比。
最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷,是选择适宜回流比的依据。
一般适宜回流比是最小回流比的1.1~2.0倍。
3.温度升高,分层区面积缩小,对于萃取分离是不利的,此外温度变化还可能引起物系类型的改变,如升高温度可使II类物系变成I类物系,所以萃取一般选择低温下操作。
4.不行。
因物料即使干燥至极限时还含有水分,此水分即为平衡水分。
在一定干燥条件下此水分是不能除去的。
试卷指标统计数据
总题量
总分值
36
95
章节编码
题量
分值
章节说明
06
8
30
吸收及吸收塔
07
3
10
蒸馏
08
16
25
精馏及精馏塔
09
6
15
萃取
10
3
15
干燥及其他传质分离方法
难度编码
题量
分值
难度说明
1
25
55
易
2
11
40
中
题型编码
题量
分值
题型说明
01
15
15
判断题
02
7
15
填空题
03
6
12
选择题
04
4
33
计算
05
4
20
思考问答
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- 化工 原理 试题 下册
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