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1、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
2、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。
3、( )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
4、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
5、 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
6、、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 10133kPa、10时，氧气在
7、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/(m 2 s)：（1）O 2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
8、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
9、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6117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) 1A；B；C；C2 D3A;B;A4 D5 B6D四、计算(4 小题,共 20 分) 1解：（1）
10、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，O 2（A）和 CO（B）两种气体作等分子反向扩散，则（2）O 2（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， =10m
11、mHg,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，
12、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 1.12.0 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
