化工原理下册期末考试试卷及答案A

新乡学院 2011―2012学年度第一学期

《化工原理》期末试卷A 卷

课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科）

1.吸收操作是依据 ，以达到分离均相 气体混合物的目的。

2.干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和 阶段。在恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的 温度，所干燥的水分为 水分。

3.二元理想物系精馏塔设计，若,n F F D W q x x α、、x 、、一定，将饱和液体进料改为饱和蒸汽进料，则最小回流比 ，若在相同回流比下，所需的理论板数 ，塔釜热负荷 ，塔顶冷凝器热负荷 。

4.已知精馏段操作线方程y=0.75x+0.2,则操作回流比R= ，馏出液组成x D = ；提馏段操作线方程 1.30.021y x =-，则w x = .

5.若x*-x 近似等于x i –x ，则该过程为 控制。

6.用纯溶剂逆流吸收，已知q n,l /q n,v =m ，回收率为0.9，则传质单元数

N OG = 。

7.蒸馏在化工生产中常用于分离均相 混合物，其分离的依据是根据 。

8.吸收过程中的总阻力可表示为

111G G L K k H k =+,其中1

G

k 表示 ，当H 时（很大、很小），1

L

Hk 可忽略，则该过程近似为 控制。

9.在常压下，0.2A x =（摩尔分数，下同）的溶液与0.15A y =的气体接触，已知

2m =,此时将发生 。

10.在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用 精馏，加入的第三组分 ， 无水乙醇从塔 （顶、底）引出。

11.塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示 。 12.全回流操作时回流比R 等于 ，精馏段操作线方程为 。 1 13.板式塔漏液的原因是 ，溢流堰的作用 。

14当空气相对湿度ф=98%时.则空气的湿球温度t w 、干球温度t 、露点温度t d 之间的关系为 。

15.某两组份混合物的平均相对挥发度0.2=α，在全回流下，从塔顶往下数对第

1,+n n 层塔板取样测得*0.3,n n x y =则 = ，1+n y = 。

1.在恒定干燥条件下将含水

20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时

干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%时，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（ ），平衡含水量（ ）。

（A ）5% （B ）20% （C ）0.05% (D)4.95%

一、填空（每题1分，共30分）

二、选择题（每题2分，共30分）

院系:________ 班级:__________ 姓名:______________ 学号:_____________

…….……………………….密…………………封…………………线…………………………

2.达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数。

A.20

B. 18

C.16

3.湿空气经预热后，空气的焓增大，而______。

A.H、?都升高

B. H、?都降低

C.H不变，?降低

4.下列各组参数中，哪一组的两个参数是相互独立的。

A.H、p

B. H 、t

d

C.I、t

w

D.t、H

5. 在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是：。

A.自由水分

B.结合水

C.非结合水

D. 平衡水分

6.气、液组成相同的两组成混合物，泡点温度t

1和露点温度 t

2

的关系是。

A.t

1 > t

2

B. t

1

< t

2

C.t

1

=t

2

7.在稳定操作的吸收塔内，任意截面上的传质速率N

A 。

。

A.相等

B.不等

8.推动力（Y-Y*）与吸收系数对应。

A.K

G B.K

Y

C.K

X

D. k

G

9.填料塔的正常操作区域为。

A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域

10.二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化。A平衡线 B 操作线与q线C平衡线与操作线 D 平衡线与q线11.在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是，雾沫

夹带线（），液泛线（）。

A.上移

B.下移

C.不变

12.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的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是。

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必定同时发生。

13.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为。

A.0.143 B .0.0559 C 0.0502 D.0.0529

14.在精馏塔中(理想物系)相邻两层塔板（从上往下数）上取三个样品y

n

、y

n+1

、

x

n，

试判断如下两种操作方式中哪个分析结果正确：全回流（），部分回流（）。

A.

1

n n n

y y x

+

?? B.

1

n n n

y y x

+

?= C.

1

n n n

y x y

+

?? D.

1

n n n

y y x

+

??

15.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和M位于。

A.溶解度曲线上方区

B.两相区

C.任何位置均可

1.用通风机将干球温度o

26C

t=、焓066kJ/kg

I=绝干气的新鲜空气送入预热器，

预热到o

1

120C

t=后进入连续逆流操作的理想干燥器内，空气离开干燥器时相

对温度为52℃。湿物料由含水量

1

0.015

w=被干燥至含水量

2

0.002

w=，每小时有9 200 kg湿物料加入干燥器内。

试求（1）完成干燥任务所需的新鲜空气量kg/h；(8分)

（2）预热器的加热量（2分）

三、计算题（40分）

2. 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回收率为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 ，相对挥发度 2.0α=。 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）,,,n D n W q q

（4）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。(16分)

3.在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。

已知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的摩尔分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为34.5

Y X

=，气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。

求：（1）水用量（5分）

（2）吸收塔操作线方程（3分）

（3）填料层高度（6分）

新乡学院2011 -2012 学年第一学期期末考试《化工原理》试题标准或参考答案及评分标准（A卷）

适用范围：09化工工艺

答案

一、填空（每题1分，共30分）

1.各个组分的溶解度不同。

2.降速，湿球，非结合水。

3.变大，变大，减小，不变。

4.3，0.8,0.07.

5.液膜。

6.

7.均相液体，组分的挥发度不同。

8.气膜阻力，很小，气膜。

9.解吸。

10.恒沸，苯，底。

11.塔正常操作范围。

12.无穷大，y=x. 13.气速过小，保持塔板上有一定的清液层。

14.干球温度（大于等于）湿球温度（大于等于）露点温度。

15.0.46,0.3

二、选择题（每题2分，共30分）

1-5、AC，BCDD

6-10、CBBAB

11-15、AA,D,D,BA,B

三、计算题（40分）

1.解：（1）新鲜空气耗量

绝干料

绝干料kg

kg

01523

.0

kg

kg

5.1

100

5.1

1

1

1

1

=

-

=

-

=

w

w

X

绝干料

绝干料kg

kg

002

.0

kg

kg

2.0

100

2.0

1

2

2

2

=

-

=

-

=

w

w

X

绝干物料流量

()()h

kg

9062

h

kg

015

.0

1

9200

1

1

1

绝干料

绝干料=

-

=

-

=w

G

G

()()h

kg

9.

119

h

kg

002

.0

01523

.0

9062

2

1

水

水=

-

=

-

=X

X

G

W

根据

26

t=℃、

66

I=kJ/kg绝干气，求出

0.0157

H=kg/kg绝干气

根据

1

120

t=℃、

10

0.0157

H H

==，求出

1

163.8

I=kJ/kg绝干气

理想干燥器，所以

21

163.8kJ/kg

I I

==绝干气

()绝干气

kg

kJ

8.

163

2490

1.88

1.01

2

2

2

2

=

+

+

=H

t

H

I

将温度

2

t代入上式求湿度

2

0.04326kg/kg

H=绝干气

绝干空气消耗量

h

kg

4351

h

kg

0157

.0

04326

.0

9.

119

=

-

=

L

新鲜空气消耗量

()()h kg 4419h kg 0157.014351100新鲜空气新鲜空气=+=+=H L L

（2）预热器的加热量

()()kW 2118h kJ 425528h kJ 668163435101P ..I I L Q ==-=-=

2.解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得

75.01=+R R

及238.01

D =+R x 解得 R = 3，x D = 0.952

（2）进料热状况参数及原料液组成 由于

31q

q =--及21F =-q

x 解得 q = 0.75（气液混合进料），x F = 0.5 （3）

kmol/h

68.24kmol/h 952

.05

.05094.0D

F

F ,A D ,=??=

=

x x q q n n η

()kmol/h

32.25kmol/h 68.2450D ,F ,W ,=-=-=n n n q q q

（4）塔顶全凝器 1D 0.952y x ==

9048.005

.0295.095

.0)1(1111=?+=-+=y y y x α

20.750.9050.2380.917

y =?+=

20.917

0.8470.9172(10.917)

x =

=+-

3.解：111

0.0320.0331110.032

y Y y ===--

()()21A 10.033110.980.000662

Y Y ?=-=?

-= 4110.0331

*9.5941

034.5

Y X m -=

==? 44110.76*0.769.594107.29110X X --==??=? 惰性气体的流量为

()h

kmol 5643h kmol 0320145V ,..q n =-?=

水的用量为

()()h kmol 109381h kmol 0

102917000662003310564334

2

121V ,L ,?=-?-?=

--=

-.....X X Y Y q q n n

h

kg 104883h kg 1810938143L ,?=??=..q m

求填料层高度 m 429.0m 8

.0785.00562.03600

/56.432

Y V n,OG =??=

Ω

=

a K q H 4111*0.033134.57.291100.00795Y Y Y -?=-=-??= 222*0.00066234.500.000662Y Y Y ?=-=-?=

12m 12

0.007950.000662

0.002930.00795

ln ln

0.000662Y Y Y Y Y ?-?-?=

==?? 07.1100293

.0000662

.00331.0m 21OG =-=?-=

Y Y Y N m 749.4m 429.007.11OG OG =?==H N Z