化工原理复习试卷及答案

一、填空题1. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则t1 A t2。                   A. 等于；    B. 小于；    C. 大于

2. 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数NOG  A      ，吸收推动力     B     。A. 增加；    B. 减少；    C. 不变

3.气体在液体中的溶解度与温度有关，温度升高时，溶解度 B         ；溶解度系数     B       ；亨利系数    A         。                     A. 增大；    B. 减小；    C. 不变；     D. 不确定                                         

4. 精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数   B     ，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量  A      ，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量      A  。              A. 增加；    B. 减少；    C. 不变；     D. 不确定                                                                                              5. 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A1且填料为无穷高时，气液两相将在 B      达到平衡。             A. 塔顶；    B. 塔底；     C. 塔中部；      D. 不确定                                         

6. 吸收塔逆流操作时，若解吸因数 (mV)/L 增加，而气液进口组成及温度，压力不变，则溶质回收率   降低     ，出塔液体浓度 x1   增大      。

7. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度 B        。         

A. 愈高；      B. 愈低；       C. 不变；      D. 不确定

8. 在1atm下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到375K时，相对湿度    B        ，热含量    A     ，露点 C       。

A. 增高；     B. 降低；     C.不变           

9. 一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在  蒸馏      单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体在  吸收      操作中。                                                                 

10. 饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度 B       ，湿度   C     。

A. 增高；     B. 降低；     C.不变；    D. 不确定   

11. 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是 C       。

A. 水吸收CO2 ；   B. 水吸收O2；   C. 水吸收NH3

12. 低浓度逆流解吸塔操作时，若入塔液相浓度 x1 增加，而其它条件不变，则液相总传质单元数NOL   不变      ，出塔液相浓度x2   增加    ，出塔解吸气浓度y1   增加      。

13. 某精馏塔，进料量为100kmol/h， xF =0.5，要求塔顶 xD不小于0.9，则塔顶最大产量为   B         （塔高不受）。 A. 50；     B. 55.6；       C. 90；     D. 不能确定

14. 干燥过程中，物料的临界含水量   A     平衡含水量。A. 大于；　B. 小于；　C. 等于 

15. 已知苯（Ａ）—甲苯（Ｂ）混合液在100℃时的蒸汽压数据为：p０Ａ ＝180kPa，p０B ＝74.2kPa，则相对挥发度＝    2.43     。

16. 相同的干燥条件下，在恒速干燥阶段，湿棉花的干燥速率  C   湿沙子的干燥速率。   A. 大于；　   B. 小于；　   C. 等于；    　D. 不确定

17. 精馏塔设计时，若F,xF,xD,xW,V（塔釜上升蒸汽量）均为定值，将进料状况从q＝１改为q＞1，则理论板数    A      。

A　减小；　B　不变；　C　增加；　D　不确定

18. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组分的混合液能得到分离，可采用下列那种分离方法    C       。A. 间歇蒸馏； 　 B. 普通精馏； 　　C. 萃取蒸馏； 　　D. 水蒸汽蒸馏

二、计算题在总压为101.3kPa、温度为30℃的条件下，含SO2为0.098(摩尔分率，下同)的混合空气与含SO2为0.0025的水溶液接触，试求以y表示的传质推动力，并判断SO2的传递方向。已知操作条件下的气液相平衡关系为y=0.46x。

解： 

所以，SO2溶解

三、计算题已知湿空气的总压pt=101.3kPa，相对湿度=0.6，干球温度t=30℃。试求：

①湿度H；②将上述状况的空气在预热器中加热至100℃所需的热量。已知空气质量流量为100kg（以绝干空气计）/h；③送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。(已知t=30℃时水的饱和蒸气压ps=4.25kPa)

解：①湿度H可由式7-4求得：

    kg/kg

②    Q=100×（1.01+1.88×0.016）（100-30）

     =7280kJ/h = 2.02kW

⑤送入预热器的湿空气体积流量

         m3/h

四、计算题有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3 m3，平衡关系为Y=1.4X，已知KYa=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）

解：（1）            

惰性气体流量   

该塔现有填料层高度    

因为 h0＞h ,     所以该塔不适合。

（2）吸收剂用量增大10%时

        因为   h＞h0     所以该塔适合。

五、计算题有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成为60%（摩尔百分率，以下同），于泡点下送入精馏塔中，要求馏出液中易挥发组分组成不小于90%，残液中易挥发组分组成不大于2%，试用计算方法求以下各项：每获得馏出液时原料液用量；1若回流比为1.5，它相当于最小回流比的若干倍；2回流比为1.5时，精馏段需若干层理论板；3假设料液加到板上后，加料板上溶液的组成不变，仍为0.6，求上升到加料板上蒸汽相的组成。

解  （1） 原料液用量

依题意知馏出液量，在全塔范围内列总物料及易挥发组分的衡算，得：

或                                   

由上二式解得，收集的馏出液需用原料液量为：  

（2）回流比为最小回流比的倍数

以相对挥发度表示的相平衡关系为：              

当时，与之平衡的气相组成为：   

由于是泡点进料，在最小回流比下的操作线斜率为：

因此解得                   

故操作回流比为最小回流比的倍

（3）精馏段理论板数

当回流比，相对挥发度为3时，精馏段的平衡关系为式所示，操作线为：

 由于采用全凝器，故，将此值代入式解得。然后再利用式算出，又利用式算出，直至算出的等于或小于为止。兹将计算结果列于本例附表中。

（4）上升到加料板的蒸汽相组成

提馏段操作线方程为：

由于泡点进料，故。

又          及           

  将以上数据代入提馏段操作线方程：

由题意知，料液加到板上后，板上液相组成仍为0.6，故上升到加料板的蒸汽相组成为： 

六、计算题在100 kPa压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。原料液处理量为100 kmol，汽化率为0.44。操作范围内的平衡关系可表示为。试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。解：（1）平衡蒸馏（闪蒸）

依题给条件 

则      

由平衡方程  

联立两方程，得y = 0.735， x = 0.4045

 = 44kmol       

2）简单蒸馏

kmol       kmol

即      

解得    xW = 0.3785

简单蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）