化工原理试题库答案解析((下册),总)
化工原理试题库（下册）
第一章 蒸馏
一、 选择题
1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为___C____时，不能用普通精馏方法分离。
A.3.0
B.2.0
C.1.0
D.4.0
2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h ，进料组成为0.6 ,要求塔顶
产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。
A.60.5kmol/h
B.66.7Kmol/h
C.90.4Kmol/h
D.不能确定
3. 在t-x-y 相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。
A.拉乌尔定律
B.道尔顿定律
C.亨利定律
D.杠杆规则
4. q 线方程一定通过X —y 直角坐标上的点___B_____。
A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1))
5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q 的变化将引起（ B ）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
6. 精馏操作是用于分离（ B ）。
Ａ.均相气体混合物 Ｂ.均相液体混合物 Ｃ.互不相溶的混合物 Ｄ.气—液混合
物
7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈__B___。
A 容易；
B 困难；
C 完全；
D 不完全
8. 设计精馏塔时，若Ｆ、x F 、xD 、xW 均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取
值相同，则所需理论塔板数将___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷
___A___。
A 变大，
B 变小，
C 不变，
D 不一定
9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q ）不
变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x D ___B___ ，x W ___A___ 。
A 变大，
B 变小，
C 不变，
D 不一定
10. 精馏塔操作时，若Ｆ、x F 、q ，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D ___A___，
x w ___B___。
A 变大，
B 变小，
C 不变，
D 不一定
11. 操作中的精馏塔，保持F ，x F ，q ，D 不变，若采用的回流比R< Rmin ，则x D
___B___，x w ___A___。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定
12. 恒摩尔流假设是指 A 。
A 在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等
B 在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等
C 在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D 在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等
13. 精馏过程的理论板假设是指 D 。
A 进入该板的气液两相组成相等
B 进入该板的气液两相组成平衡
C 离开该板的气液两相组成相等
D 离开该板的气液两相组成平衡
14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 B 。
A q=1，L=L ‘
B q=1，V=V ’
C q=1，L=V
D q=1，L ‘=V ’
15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 C 。
A y n = x n
B y n-1 = x n
C y n+1 = x n
D y n+1 = x n+1
16. 精馏是分离（ B ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ D ）的差异。
A 、气体
B 、液体
C 、固体
D 、挥发度
E 、溶解度
F 、温度
17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ A ）相等。
A 、上升蒸汽的摩尔流量
B 、上升蒸汽的质量流量
C 、上升蒸汽的体积流量
D 、上升蒸汽和下降液体的流量
18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ B ）成立。
A 、q =0，L =L ‘
B 、q =1，V =V
’ C 、q =0，L =V D 、q =1，L =L ‘
19. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（ A ）成立。
A 、q =0，L =L ‘
B 、q =1，V =V
’ C 、q =0，L =V D 、q =1，L =L ‘
20. 精馏过程的理论板假设是指（ D ）。
A 、进入该板的气液两相组成相等
B 、进入该板的气液两相组成平衡
C 、离开该板的气液两相组成相等
D 、离开该板的气液两相组成平衡
21. 某二元混合物，若液相组成A x 为0.45，相应的泡点温度为1t ；气相组成A y 为0.45，相应的露点温
度为2t ，则（ A ）。
21.t t A ? 21.t t B = 21.t t C ? D.不能判断
22. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示该物系用蒸馏分离越（ B ）。
A.容易
B.困难
C.完全
D.不完全
23. 精馏塔的操作线是直线，其原因是（ D ）。
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
24. 分离某两元混合物，进料量为10kmol/h ，组成F x 为0.6，若要求馏出液组成不小于0.9，则最大的馏
出液量为（ A ）。
A.6.67kmol/h
B.6kmol/h
C.9kmol/h
D.不能确定
25. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n 、n+1层理论板，其气相组成关系为（ B ）。
A.11-+??n n n y y y
B. 11-+??n n n y y y
C. 11-+==?n n n y y y
D.不确定
26. 在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相组成为1D x ，用平衡蒸馏得气相组成为2D x ，若
两种蒸馏方法所得气相量相同，则（ C ）。
A. 1D x >2D x
B. 1D x =2D x
C. 1D x <2D x
D.不能确定
27. 在精馏塔的图解计算中,若进料热状况变化,将使( B )。
A.平衡线发生变化
B.操作线与q 线变化
C.平衡线和q 线变化
D.平衡线和操作线变化
28. 操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则( D ).
A.不能操作
B. D x 、w x 均增加
C. D x 、w x 均不变
D. D x 减小、w x 增加
29. 操作中的精馏塔，若保持F 、D x 、w x 、‘
V 不变，减小F x ，则（ C ）
A.D 增大、R 减小
B.D 减小、R 不变
C.D 减小、R 增大
D.D 不变、R 增大
30. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成。当进料组成为时X F1 ，相应回流比为R 1；进料组成为时
X F2，X F1〉X F2，相应回流比为R 2，若，进料热状况不变，则（ A ）。
A.R 1 B. R 1=R 2 . C. R 1>R 2 D.无法判断 31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为 （ C ）。 A.16层 B.12层 C.14层 D.无法确定 32. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用 （ C ）。 A.恒沸精馏 B.普通精馏 C.萃取精馏 D.水蒸气精馏 33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段操作线斜率 （ C ），提馏段斜率（ B ），精馏段下降液体量（ C ），提馏段下降液体量（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 34. 若连续精馏过程的进料热状况参数q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ C ）。 A.1/2 B.1/3 C.2 D.3 35. 溢流液泛是由于（ A ）造成的。 A.降液管通过能力太小 B. 液流分布不均匀 C.塔板上严重漏液 D.液相在塔板间返混 36. 直接水蒸气加热的精馏塔适用于（分离轻组分水溶液）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸气加热相 比较，当x D 、x W 、R 、q 、α、回收率相同时，其所需理论板数要（ A ） A.多 B.少 C. 相等 D.无法判断 37. 在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（ A ）接触，而在每一块塔板上汽 液两相以（ C ）方式接触。 A.逆流 B.并流 C.错流 （D ）不确定 38. 某精馏塔内，进料热状况参数为1.65，由此可判定物料以（ D ）方式进料。 （A ）饱和蒸汽 （B ）饱和液体 （C ）过热蒸汽 （D ）冷流体 39. 两组分的相对挥发度越小，则表示分离物系越（ D ） A.容易 B.减少 C.完全 D.不完全 二、填空题 1.某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为__________。 2.当分离要求和回流比一定时，__________进料的q值最小，此时分离所需的理论塔板数__________。 3.蒸馏是指__________________________________的化工单元操作。 4.在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是__________________________________。 5.实现精馏操作的必要条件是_______________和________________________ 。 6.恒摩尔流假设成立的主要条件是________________________________________。 7.某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持x(F)，Ｄ／Ｆ，ｑ，Ｒx(D)不变，则Ｗ／Ｆ将_______，x(w)将_______，提馏段操作线斜率将_______，理论板数将_______。 8.在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时，进料状态q值愈大，提馏段的斜率就愈，完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈，故5种进料状态种中，进料所需的理论板数最少。 9.直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。前者是_______________ ，而后者_______________。 10.操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（Ｆ，x F ，q）仍保持不变， 则R_____，x D _____，x w _____，L′/V′_____。 11.操作时，若Ｆ、Ｄ、xF、q，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则x D ________， x W _____ 12.精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是__________________________，原因之二是_____________________。 13.精馏塔设计中，回流比越___________所需理论板数越少，操作能耗__________ 。但随着回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现________变化过程。 14.恒沸精馏与萃取精馏主要针对________的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的________。 15.精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q 值等 于 。 16.填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指 ； 填料层高度Z= 。 17.简单蒸馏与精馏的主要区别是 _____________________________________________________________ 18.精馏的原理是_______________________________________________。 19. 精馏过程的恒摩尔流假设是指____________________________________________________。 20. 进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________，汽液混合物进.料时q 值范围 _______________。 21. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消 耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 22. 精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用_____________，总费用呈现 __________________________的变化过程。 23. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消 耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 24. 某填料精馏塔的填料层高度为８米，完成分离任务需要１６块理论板（包括塔釜），则等板高度（HETP ） ＝___________。 25. 总压为1atm ，95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg 与475mmHg ，则平衡时苯的汽相组 成＝___________，苯的液相组成＝___________（均以摩尔分率表示）。苯与甲苯的相对挥发度＝ ___________。 26. 精馏处理的物系是___________________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。吸收 处理的物系是_______________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。 27. 精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件 是 和 。 28. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。 29. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 。根据α的大小，可用 来 ，若α=1，则表示 。 30. 在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温 度 ，从平衡角度分析对该分离过程 。 31. 某两组分体系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板（从塔顶往 下计），若已知４，＝０ｙｎ.则＝ｙｎ＋１ 。全回流操作通常适用于 或 。 32. 精馏和蒸馏的区别在于 ；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在 于 。 33. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 和 34. 。 35. 在总压为101.33kPa ，温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为、kPa p A 6.1130=，kPa p B 460 =则 相对挥发度α= ，平衡时液相组成=A x ，气相组成为=A y 。 36. 某精馏塔的精馏段操作线方程为275.072.0+=x y ，则该塔的操作回流比为 ，馏出液组成 为 。 37. 最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 R min 。 38. 精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热 状况q 值为 。 39. 在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得第2、3层塔板（从 塔顶往下计）的液相组成为，、4.045.032==x x 流出液组成x D 为0.96（以上均为摩尔分率），则第3层 塔板的气相莫弗里效率为E MV3= 。 40. 在精馏塔设计这，若保持F x F 、、D q 、不变， 若增加回流比R ，则D x ，w x ，V L / 。 41. 在精馏塔设计中，若F x F 、、W D x x 、及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论 板数T N 。精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ；提馏段上升蒸气量 ‘V ，下降液体量’L 。 42. 操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比V L / ，提馏段液气比 ’ L /‘V ，D x ，w x 。 43. 操作中的精馏塔保持F x F 、、V q 、不变，若釜液量W 增加，则D x ，w x ， V L / 。 44. 在连续精馏塔中，若F x 、D x 、R 、F D q /、相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需 理论板数T N ，w x 。 45. 恒沸精流与萃取精馏的共同点是 。两者的主要区别是 和 。 三、计算题 1. 某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96， 塔底产品浓度为0.025（以上均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设，试计 算：(1)塔顶产品的采出率D/F 为多少？（4分）；(2)如果回流比R 为2，请分别求出精 馏段、提馏段操作方程。 2. 用一常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液，原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔 之比为2:3。每小时处理量料液60kmol/h ， 料液中含苯50％，所得残液含苯5％，馏出 液中含苯98％(以上组成均为摩尔百分率)，苯对甲苯的平均挥发度为2.5，试求：⑴馏 出液和残液量？⑵R＝2R小时的操作回流比？⑶该操作条件下，精馏段和提馏段操作线 方程式？ 3.在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，进料组成为x F=0.5, 塔顶组成为x D=0.98（均为摩尔分数）；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流， 操作回流比为最小回流比的1.8倍；在本题范围内气液平衡方程为：y=0.6x+0.43，气相 =0.5。若要求轻组分收率为98%，试计算：（1）塔釜馏出液组成；（2）精默弗里效率E mv 馏段操作线方程；（3）经过第一块实际板气相浓度的变化。 4.用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。原料液中含A为0.40，馏出液中 含A为0.95（以上均为摩擦分率），已知进料热状况q为0.6，最小回流比为1.50，试 求相对挥发度α值？ 5.用一提馏塔分离某水溶液（双组分体系，水为重组分），原料液量为100kmol/h，泡点进 料，进料组成为40％，塔顶蒸汽全部冷凝成液体产品而不回流，其组成为70％（以上组 成均为轻组分的摩尔分率）。轻组分回收率为98％，直接用水蒸汽加热。假设塔内为恒摩 尔溢流和汽化，操作条件下两组分的平均相对挥发度为4.5，每层塔板用气相表示的单板 效率为70％，求釜液组成及从塔顶第二层实际板下降的液相浓度。 6.用一连续精馏塔在常压下分离苯－甲苯液体混和物。在全浓度范围内，体系的平均相对 挥发度为2.5。泡点进料，进料量为100kmol/h。进料中苯含量为0.4(摩尔分率)。规定 塔顶产品中苯的含量为0.9，苯的回收率为95％以上。塔顶采用全凝器，泡点回流，回 流比取为最小回流比的1.5倍，塔釜采用间接蒸汽加热。求（1）塔底产品浓度；（2）精 馏段操作线方程和提馏段操作线方程；（3）从塔顶开始数起，离开第二块板的液相组成 （小数点后取三位数）。 7.苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成X(苯)＝0.7，要求得到组成为0.8的塔 顶产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作：连续平衡蒸馏、简单蒸馏（微分 蒸馏）、连续蒸馏。在三种情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出 冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量 各为多少？汽化量为多少？已知α=2.46。 在常压连续精馏塔中，分离苯—甲苯混合液。原料液流量为1000kmol/h，组成为含苯0.4 8. （摩尔分率，下同）泡点进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.00667，操作回流比为 最小回流比的1.5倍，操作条件下平均相对挥发度为2.5，试求：（1）提馏段操作方程（2） 离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y 2 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同）饱和9. 气体进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，操作回流比为最小回流比的2.0倍，操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：（1）提馏段操作线方程 （2）离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y 2 . 10. 在常压连续精馏塔中，分离两份理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱和 蒸汽进料，馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：（1）提馏段操作线方程 （2）离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y 2。 11. 试计算压力为101.33KPa ，温度为时84℃，苯-甲苯物系平衡时，苯与甲苯在液相和气相 中的组成。(818.0=A x 92.0=A y ) 12. 苯-甲苯混合液初始组成为0.4（摩尔分率，下同），在常压下加热到指定温度，测得平 衡的液相组成x 为0.257、汽相组成y 为0.456，试求该条件下的液化率。(q=0.281) 13. 4.某两组分混合气体，其组成6.0=y （摩尔分率）,通过部分冷凝将蒸汽量中的3 2流量冷凝为饱和液体，试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为549.046.0+=x y (5085.0=x ； 783.0=y ) 14. 5.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为75kmol/h ，泡点进料。精馏段操 作线方程和提馏段操作线方程分别为263.0723.0+=x y 和018.025.1-=x y 试求精馏段及提馏段的上升蒸汽量。(h kmol V V /3.142='=) 15. 6.在常压连续精馏塔中，分离含甲醇为0.4（摩尔分率）的甲醇-水混合液。试求进料温 度40℃为时得q 值。已知进料泡点温度为75.3℃。操作条件下甲醇的汽化潜热为 1055KJ/kg 、比热为2.68KJ/(kg.℃)；水的汽化潜热为2320KJ/kg ，比热为4.19KJ/（kg.℃）。 16. 7．将含易挥发组分为24%的原料加入一连续精馏塔中，要求馏出液组成为95%，釜液组 成为3%（均为易挥发组分的摩尔分率）。已知进入冷凝器中蒸汽量为850kmol/h ，塔顶回流液量为670kmol/h ，试求塔顶、塔釜产品量及回流比。（D=180kmol/h ； W=608.6kmol/h ； R=3.72） 17. 用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平 均相对挥发度为2.47，进料为150kmol/h 、组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求：（１）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）精馏段及提馏段操作线方程；（3）回流比与最