2023年化工原理試卷B及答案

（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻）2023～2023學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷主考教師：陸杰、劉錫建、王遠強學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院班級姓名__________學(xué)號___________《化工原理（二）》課程試卷B參考答案（本卷考試時間120分鐘）題號一二三四五六七八九十總得分題分2020107101815100得分填空題（每空1分，共20分）1、蒸餾是運用各組分揮發(fā)度不同將液體混合物部分汽化而使混合物得到分離的單元操作，兩組分蒸餾中，相對揮發(fā)度差異越___大____，分離越易；相對揮發(fā)度___等于1_____時不能用普通精餾方法分離。2、在精餾塔中當(dāng)塔板中離開的氣相與液相之間達成相平衡時，該塔板稱為理論板，精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度。3、總壓為99.7kPa，100℃時苯與甲苯的飽和蒸氣壓分別是179.18kPa和74.53kPa，平衡時苯的液相組成為___0.241_____（以摩爾分數(shù)表達）,苯與甲苯的相對揮發(fā)度為_____2.40________。4、當(dāng)分離規(guī)定和回流比一定期，過冷液體進料的值最大，此時分離所需的理論板數(shù)最少。5、對于同一種溶質(zhì)，溶解度隨溫度的升高而減小，加壓和降溫對吸取操作有利。6、根據(jù)雙膜理論，水吸取空氣中氨的過程屬_____氣膜______控制過程；水吸取空氣中CO2的過程屬_____液膜_____控制過程；上述兩種氣體中，CO2吸取可以采用化學(xué)吸取，可顯著提高吸取速率。7、在吸取操作中，氣體流量、氣相進出口組成和液相進口組成不變時，若減少吸取劑用量，則操作線將_____靠近______平衡線，傳質(zhì)推動力將___減小_______。8、當(dāng)不飽和濕空氣溫度升高時，濕球溫度升高，相對濕度減少，露點不變。二、選擇題（每題2分，共20分）1、下述說法中錯誤的是（B）。(A)板式塔內(nèi)氣液逐級接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸(B)吸取過程可以用等分子反向擴散說明(C)精餾既可以用板式塔，又可以用填料塔(D)吸取既可以用板式塔，又可以用填料塔二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀況的變化將引起以下線的變化（A）。(A)提餾段操作線與線(B)平衡線(C)平衡線與精餾段操作線(D)精餾段操作線與線3、操作中連續(xù)精餾塔，F(xiàn)、q、xF、D、W不變，回流比小于原回流比，則（B）。(A)、均增長(B)減小，增長(C)、均不變(D)不能正常操作4、為防止液泛的發(fā)生應(yīng)采用的措施是(C)。(A)增長氣速(B)增長液體流量(C)增大板間距(D)增長塔板開孔率5、對一定操作條件下的填料吸取塔，如將填料層增高一些，則塔的HOG將(C)。(A)增大(B)減小(C)不變(D)不能判斷6、低濃度逆流吸取操作，當(dāng)氣液進塔組成不變，而改變操作條件使脫吸因數(shù)s增大，則氣體出塔濃度將（A）。(A)增大(B)減小(C)不變(D)不擬定7、有關(guān)擴散傳質(zhì)中漂流因數(shù)概念，下來討論中對的的是（D）。(A)漂流因數(shù)概念只合用于氣相擴散傳質(zhì)，而不合用于液相擴散傳質(zhì)(B)漂流因數(shù)反映分子擴散速率對單向分子擴散傳質(zhì)速率之比(C)漂流因數(shù)概念只合用于分子擴散傳質(zhì)過程，而不合用于對流擴散傳質(zhì)過程(D)漂流因數(shù)一定大于或者等于18、將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時的溫度稱為（A）(A)露點溫度(B)干球溫度(C)濕球溫度(D)絕熱飽和溫度9、空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tw，露點為td，當(dāng)空氣的相對濕度為100％時，則(A)

（A）t＝tw＝td（B）t＞tw＞td（C）t＜tw＜td(D)t＞tw＝td10、干燥過程中較易除去的是（B）。(A)結(jié)合水分(B)非結(jié)合水分(C)平衡水分(D)自由水分三、（10分）、某連續(xù)精餾操作分離二元混合溶液，已知操作線方程為：精餾段提餾段若原料液于泡點進料時，求回流比，塔頂、塔底產(chǎn)品和進料的組成。解：由精餾段操作線方程斜率解得聯(lián)解及得塔頂產(chǎn)品組成再聯(lián)解及得塔底產(chǎn)品組成部分再聯(lián)解及得,四、（7分）總壓為101.325kPa、溫度為20℃時，NH3在水中溶解，NH3在溶液中的摩爾分數(shù)為0.012，此時溶液上方氣相中NH3的平衡分壓為2.266kPa。試求此時之溶解度系數(shù)H、亨利系數(shù)E、相平衡常數(shù)m。溶液的密度為1000kg/m3解：（3分）或者由式（6-1）kPa（2分）溶劑水的密度ρs=1000kg/m3，摩爾質(zhì)量Ms=18kg/kmol，由式（6-10）計算Hkmol/（m3·kPa）（2分）五、(10分)在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數(shù)據(jù)如下：空氣進入預(yù)熱器的溫度為15℃，濕含量為0.0073kg水/kg絕干氣，經(jīng)預(yù)熱后空氣進干燥器溫度為90℃，空氣出干燥器溫度為30℃，濕度為kg水/kg絕干氣。物料通過干燥后含水率由0.15降至0.01（均為干基），干燥器生產(chǎn)能力Gc為234.7。試求：（1）空氣進出干燥器的焓值變化；（4分）（2）水分蒸發(fā)量（）；（2分）（3）空氣的消耗量及單位空氣消耗量；（4分）解：（1）絕干氣絕干氣（2）水分蒸發(fā)量；（3）kg絕干空氣/h六、（本題18分）用連續(xù)精餾塔分離某二元混合液，原料液流量為200kmol/h，露點進料，進料濃度為0.5，塔頂餾出液組成為0.96，釜液組成為0.1(以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率）。操作條件下相對揮發(fā)度為3，塔頂采用全凝器，泡點回流。塔釜間接蒸汽加熱，回流比為最小回流比的1.2倍。試求：

（1）塔頂和和塔釜產(chǎn)品流量；（4分）（2）最小回流比；（4分）（3）精餾段操作線方程；（3分）（4）提餾段操作線方程；（3分）

（5）離開第二層理論板的液體組成（由塔頂往下數(shù)）。（4分）解：（1）F=D+WFxF=DxD+WxW即 200=D+W200×0.5=0.96D+0.1W解出 D=93.0kmol/h,W=107kmol/h（2）因是露點進料，q=0及yq=xF=0.5,故解出xq=0.25(3)離開第二層理論板的液相濃度x2精餾段操作線方程式為：（4）L=RD=2.2*93=204.6（5）平衡線關(guān)系式為：逐板計算：因塔頂為全凝器，泡點回流，y1=xD=0.96根據(jù)平衡關(guān)系式由y1求x1,即：解得x1=0.889根據(jù)提餾段操作線方程式由x1求y2:y2=0.6875x1+0.3=0.6875×0.889+0.3=0.911再依平衡關(guān)系式由y2求x2:解得x2=0.773

七、（15分）用清水在逆流填料塔中吸取某混合氣體中的溶質(zhì)A，塔徑為1.5m。原料氣中惰性氣體的流量為0.0743kmol/s，原料氣中溶質(zhì)A的摩爾分率為0.08。已知操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y*=1.8X，氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)KYa=5.07×10-2kmol/(m3·s)。若吸取劑用量為最小用量的1.6倍，現(xiàn)規(guī)定溶質(zhì)回收率為90%。求：（1）出塔氣體中溶質(zhì)A的摩爾比；（3分）（2）吸取劑用量；（3分）（3）出塔水溶液的中溶質(zhì)A的摩爾比；（3分）（4）填料層高度。（6分）解：⑴已知(2)