1、化工原理试卷 第 页（共 3 页） 1 1 中南大学考试试卷（ A） 2013 - 2014 学年 1 学期 时间 110 分钟 化工原理 课程 40 学时 2.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 化工、制药、应化 11级 总分 100 分，占总评成绩 70 % 一、选择填空题 (共 40 分 ) 1、（ 5 分） 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动 力将，操作线将平衡线，设备费用将。 当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散 系数将，在液相中的分子扩散系数将 。 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的 HOG 将， NOG 将 (
2、增加，减少，不变 )。 答文 减少；靠近；增加 (3 分 ) 增加；增加 (1 分 ) 不变；增加 (1 分 ) 2、 （ 1 分） 正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生？ C （ A）出塔液体浓度增加，回收率增加 （ B）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不 变 （ C）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加 （ D）在塔下部将发生解吸现象 3、（ 3 分）若维持操作中精馏塔的、 f、，不变，而减少塔釜蒸发量。 则： D， w，。 （变大，变小，不变，不确定） 答文：变小，变大，变小。 化工原理试卷 第 页（共 3 页） 2 4、（ 6
3、 分）根据下图所示的双塔吸收流程，在下方示意绘出与其相应的 操作线（ OE 为平衡线），并用图中所示浓度符号标明各操作线端点坐标。 (将示意图绘于答题纸再作答或将原图剪贴于答题纸上作答均可 ) 组合 1 组合 2 组合 1 组合 2 组合 1 组合 2 5、（ 1 分）进行萃取操作时应使：（ ） C A 分配系数大于 1 B 分配系数小于 1 C 选择性系数大于 1 D 选择性系数小于 1 6 （ 1 分） 萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点 M 位于（ ）。 C A 溶解度曲线之上方区 B 溶解度曲线上 C 溶解度曲线之下方区 D 座标线上 7 （ 1 分） 萃取是利用各组分间的（ ）差异来
4、分离液体混合物的。 C A 挥发度 B 离散度 C 溶解度 D 密度 8 （ 3 分） 某液体组成为 xA = 0.6、 xB = 0.4，若在其中加入与原料液等量的萃取剂 S， 写出混合后的组成： xA =（ ）、 xB =（ ）、 xS =（ ）。 0.3 0.2 0.5 9、（ 3 分） 在 B-S 部分互溶的萃取操作中，若萃取相中含溶质 A 为 85kg，稀释剂 B为 15kg，溶剂 S 为 100kg，则萃取相中 yA/yB =（ ）。 5.67 10、 填空 （ 6 分） 以空气作为湿物料的干燥介质当所用空气的相对温度较大时，湿物料的平衡水份相应，自由水份相应。 常压下，空气中水汽
5、分压为 mmHg 时，其湿度。 物料干燥时的临界水份是指；它比物 料的结合水份。 答文 较大 较小 由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率 ; 大 X1b Y2b Y2a a b Y1a X2b X1a X2a Y1b Y2b Y2a a b Y1a X2b X1b X1a X2a Y1b X Y O E X Y O E B A F M B A 化工原理试卷 第 页（共 3 页） 3 11、 （ 6 分） 物料的平衡水份一定是 ( ) ( )非结合水份 ( )自由水份 ( )结合水份 ( )临界水份 空气温度为 o，湿度为 o， 相对湿度为 o 的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热 器后
6、，空气的温度为 1，湿度为 1，相对湿度为 1，则 ( ) ( ) 1 0 ( ) 0 1 ( ) 1 0 ( ) 0 1 在恒定干燥条件下，将含水 20的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为 ，则物料的临界含水量为 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 空气的干球温度为，湿球温度为 w ，露点为 d ，当空气的相对湿度 时，则 ( ) ( ) w d ( ) w d ( ) w d ( ) w d 答文 12、填空 （ 4 分） 板式塔的类型有：、和等（至少列举三种）。 筛板塔设计中，板间距 T 设计偏大优点
7、是； 缺点是 。 答文 泡罩塔、浮阀塔、筛板塔 液沫夹带少，不易造成降液管液泛； 增加全塔高度。 二、计算题（ 15 分） 某精馏塔用于分离苯甲苯混合液，泡点进料，进料量 30kmol/h，进料中苯的摩尔分 率为 0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为 0.95和 0.10，采用回流比为最小回流比的 1.5 倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度 =2.40。 (1)求塔顶、底的产品量； (2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 答文 解： F=D+W F F D w 30=D+W 30 0.5=D 0.95+W 0.10 D=14.1kmol/h W=15
8、.9kmol/h xe=xF=0.5, e= e 1+( -1) e=2.40 0.5/1+(2.40-1) 0.5=0.706 Rmin=（ D e）（ e e） (0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18 R=1.5 1.18=1.77 y=R/(R+1)x+ D（ R+1)=1.77/(1.77+1)x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343 1 D 0.95 1 1 y1( 1） =0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888 2 0.639x1+0.343=0.639 0.888+0.343=0.910 2 0.910/2.40-0.910
9、(2.40-1)=0.808 三、计算题（ 15 分） 采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料，干燥操作使物料的 湿基含量由减至，干燥介质是湿 空气，初温为，湿度 o 水绝干空气，经预热器加热至后进入干燥器中，离开干燥器时废气 温度为，若在干燥器中空气状态沿等线变化。试求： （）水分蒸发量 ； （）绝干空气消耗量 绝干气； （）干燥收率为时产 品量 ； （）如鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量应为多少 3？ 答文 化工原理试卷 第 页（共 3 页） 4 （） c（ 1 2） 1（） 2（） c（） 绝干料 （） （）（ 2 1） 1 o 水绝干气 1， 2 2未知，可通过 1 2 求算
10、1 (1.01+1.88 1) 1+2490 1 1.01 1+(1.88 1+2490) 1 2 (1.01+1.88 2) 2+2490 2 1.01 2+(1.88 2+2490) 2 2（ 1.01 120+(1.88 120+2490) 0.009-1.01 40）（ 1.88 40+2490） 水绝干气 0.1024/(0.041-0.009) 绝干气 （） 2 2 2 c（ 2） （） （） H 3.1974(0.772+1.244 o)( o+273)/273 3.1974(0.772+1.244 0.009) (20+273)/273 3 四、计算题（ 15 分） 用填料塔从
11、一混合气体中逆流吸收所含的苯。混合气体中含苯（体积），其余为空气 , 要求苯的回收率为 90（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温度为 25，入塔混合气体为每小时 标准 3，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的 .倍，已知该系统的平衡关系 Y= . X（其中 Y、 X 为摩尔比），已知气相体积传 质系数 Y a .035Kmol/m3.s，纯煤油的平均分子量 s ，塔径 . 。 试求：（）吸收剂的耗用量为多少 Kg/h？ （ ）溶液出塔浓度 x1 为多少？ （）填料层高度 Z 为多少 ？ 答文 解：（ 1） =90%, yb=0.05, 进口： Yb=yb/(1-yb)=0.05/(
12、1-0.05)=0.05263 （ mol 苯 /mol 气体） 出口 Ya=Yb(1- )=0.005266 （气体苯流量） V=940/22.4=41.96 kmol/h （气体流量） VB =V(1-yb)=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h (Ls /VB )min =(Yb-Ya)/(Yb/m) =(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126 Ls =1.5Ls min =1.5 0.126 39.87=7.536 kmol/h =7.536 170 Kg/h=1281Kg/h （ 2） Xb =(Yb-Ya)/（ 1.5(Ls /V
13、B )min ） =(0.05263-0.00526)/(1.5 0.126)=0.251 xb=Xb/(1+Xb)=0.2006 （ 3） OG =VB /( Y ) =(39.87/3600)/(0.035 0.785 2)=1.12 m OG =(Yb-Ya)/ Ym Yb=Yb-Yb*=0.05263-0.14 0.251=0.01749 Ya =Ya-Ya* =0.00526 0=0.00526 Ym =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.01018 OG =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65 OG OG =1.1
14、2 4.65=5.2 m 五、计算题（ 15 分） 化工原理试卷 第 页（共 3 页） 5 在 B-S 部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质 A 与稀释剂 B 的质量比为 4060。采用 纯溶剂 S=200kg，溶剂比 S / F为 1，脱出溶剂后萃余液 R 浓度 Ax =0.3（质量分率），选择性系数 = 8。 试求： 萃取液量 E 为多少 kg？ 解 ： ( 1 ) /( 1 )A A A A A AB B B B A Ay x y x y xy x y x y x 8 0 . 3 0 . 7 7 41 ( 1 ) 1 ( 8 1 ) 0 . 3AAAxy x 2 0 0 , 4 0 /
15、( 4 0 6 0 ) 0 . 4FF S k g x 200 0.4 0.77 4 0.3 200 F A A ERF x E y R x ERF E R 即2 化工原理试题及答案 (绝密请勿到处宣扬 ) 12 月 25 日 一、填空题（共 15 空，每空 2 分，共 30 分） 1. 一容器真空表读数为 10 kpa，当地大气压强为 100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa 计）分别为：（ 90kpa）和（ -10kpa ）。 2. 热传导只发生在固 体和（ 静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）
16、是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质 ）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为 10 kpa，当地大气压强为 100 kpa，则此容器的绝对压强（以 kpa 计）为：（ 90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比 时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其 辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（ 蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发 ）和（多效蒸发）。 二、选择题（共 5 题，每题 2 分
17、，共 10 分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（ D ） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（ A ），液相温度较下层塔板（ ） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （ D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（ C ）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、
18、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（ B ） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一 定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 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。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 A. 3.0； B.2.0； C.1.0； D.4.0 7. 下述说法中错误的是（ B ）。 A .板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触； B. 精馏用板式塔，吸收用填料塔； C.精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔
19、； D. 填料塔可以避免液泛 8. 物料的平衡水分一定是（ C ） A. 非结合水分； B. 自由水分； C.结合水分； D. 临界水分 9. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（ B ） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水。 3 扬州大学试题纸 化工原理 （下册）期末试题 专业 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 一、填空选择题 （ 25 分，每空 1 分） 1、 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填 料层增高一些，则该塔的 HOG 将 _，NOG将 _ 。 2、 在吸收塔的设计中，当气体流
20、量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若 减小吸收剂用量，则传质推动力将 _，设备费用将 _。 3、 某二元混合物，其中 A 为易挥发组分。液相组成 xA=0.4，相应的泡点为 t1；汽 相组成 4.0Ay ，相应的露点为 t2。则 t1与 t2大小关系为 。 化工原理试卷 第 页（共 3 页） 6 4、 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐 _，其沸点则逐渐 _。 5、 已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为 y1=0.63（摩尔分率，下同），将其全 部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层 xD=0.9 作为产品，下层 x0=0.5 于泡点下回流，则回流比 R=。 6、 设计精馏塔
21、时，已知原料为 F,xF ,分离要求为 xD xW ,加料热状态 q已选 定 ,今若选择较大的回流比 R,则 NT _, L/V_(增加 ,不变 ,减少 ) 7、 萃取操作依据是 _ _。选择萃 取剂的主要原则 _、 _和 _ 。 8、 有一实验室装置将含 A 10%的 A、 B混合物料液 50公斤和含 A 80%的 A、 B混合物料 液 20公斤混合后，用溶剂 S进行单级萃取，所得萃余相和萃取相脱溶剂后又能得到 原来的 10% A和 80% A的溶液。问此工作状态下的选择性系数 _ 9、 在 101.3kPa下，不饱和湿空气的温度为 295K、相对湿度为 69%，当加热到 303K时， 该空
22、气下列参数将如何变化？ 相对湿度 _，湿球温度 _，露点 _。 10、 已知湿空气总压为 100kPa, 温度为 40 , 相对湿度为 50%, 已查出 40时 水的饱和蒸气压 Ps 为 7.375 kPa, 则此湿空气的湿度 H 是 _kg 水 /kg 绝 干气 ,其焓是 _kJ/kg 绝干气。 11、 对某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数 m = 2，气、液两相的体积传质系 数分别为 kya = 210-4kmol/(m3s)， kxa = 0.4kmol/(m3s)。则该吸收过程为 _ 阻力控制。 （ A）气膜 （ B）液膜 （ C）气、液双膜 （ D）无法确定 12、 某精馏塔的设计
23、任务为：原料为 F、 xf，塔顶为 xD，塔底为 xW，若塔釜上升蒸汽 量 V 不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板 NT。 （ A）增加 （ B）减少 （ C）不变 （ D）不确定 13、在精馏塔设计计算中，当 F、 xF、 R、 D 和 W 一定，并保持实际操作气速不变，而 q 值减小，则 _ _。 （ A）精馏段塔径不变，提馏段塔径减小 （ B）精馏段塔径增大，提馏段塔径不变 （ C）精馏段塔径减小，提馏段塔径增大 （ D）精馏段塔径减小，提馏段 塔径减小 14、 在 B-S部分互溶体系的单级萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其它操作条 件不变，则萃取液浓度 oAy
24、 _ _。 (A)增大 (B)下 降 (C)不变 (D)变化趋势不确定 15、 温度为 t0，湿度为 H0，相对湿度为 0的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后， 空气的温度为 t1，湿度为 H1，相对湿度为 1，则 _ _ _ (A) H0H1； （ B） 01； （ C） H0 t2 B. t1 t2 C.t1 =t2 7.在稳定操作的吸收塔内，任意截面上的传质速率 NA 。 。 A.相等 B.不等 8.推动力（ Y-Y*）与吸收系数 对应。 A.KG B.KY C.KX D. kG 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
25、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
26、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 yn、 yn+1 、xn， 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. 1n n ny y x B. 1n n ny y x C. 1n n ny x y D. 1n n ny 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 o0 26Ct 、焓 0 66kJ/kgI 绝干气 的新鲜空气送入预热器，得分 评卷人 二、选择题（每题 2分，共 30 分） 得分 评卷人 三、计算题（ 40 分）
