化工原理下册样卷及参考答案.pdf

四川理工学院试卷 2006 至 2007 学年第 2 学期 四川理工学院试卷 2006 至 2007 学年第 2 学期 课程名称 化工原理 下 命题教师 杨虎 适用班级 2004 级化学工程与工艺 应用化学 环境工程 安全工程 制药工程 化学制药 生物制药 生物工程 食品工程 轻化工工程 生物技术等专业 考试 2007 年 06 月 8 日 共 6 页 题号 一 二 三 四五六总分评阅 统分 教师 分值 20 20 10 201515 得分 注意事项 注意事项 1 满分 100 分 要求卷面整洁 字迹工整 无错别字 2 考生必须将姓名 班级 学号完整 准确 清楚地填写在试卷规定的地方 否 则视为废卷 3 考生必须在签到单上签到 若出现遗漏 后果自负 4 如有答题纸 答案请全部写在答题纸上 否则不给分 考完请将试卷和答题卷 分别一同交回 否则不给分 试试 题题 得分 评阅教师 一 单项选择 共一 单项选择 共 20 分 每题分 每题 1 分 请将你认为最恰当的选项代号填写到题中的 括号中 分 请将你认为最恰当的选项代号填写到题中的 括号中 1 描述分子扩散的实验定律是 D A 傅立叶定律 B 亨利定律 C 拉乌尔定律 D 菲克定律 2 用纯溶剂逆流吸收混合气中的溶质 符合亨利定律 当入塔气体浓度上升 属低 浓度范围 其它入塔条件不变 则气体出塔浓度Y2和吸收率 的变化为 C A Y2 B Y2 C Y2 不变 D Y2 不变 3 某 吸 收 过 程 气 相 传 质 分 系 数 ky 0 004kmol m2 s 液 相 传 质 分 系 数 kx 0 01kmol m2 s 由此可知方该过程为 C A 液膜控制 B 气膜控制 C 判断依据不足 D 气液双膜控制 4 在逆流吸收塔内 入塔条件不变 填料层高度 Z 趋向无穷大 当吸收因数 A 1 时 气液相在 B 处达到平衡 A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 塔中某一位置 5 正常操作的逆流吸收塔 因故吸收剂入塔量减少 以致使液气比小于原定的最小 液气比 则 C A 出塔液X1 回收率 B 出塔气Y2 出塔液不变 C 出塔气Y2 出塔液X1 D 在塔下部发生解吸现象 6 在吸收操作中 吸收塔某一截面上的以气相组成表示的总推动力为 A A Y Y B Y Y C Y Yi D Yi Y 系系 专业专业 级级 班班 学号学号 姓名姓名 密 封 线 密 封 线 内 不 要 答 题 第 1 页 共 6 页 7 连续精馏塔操作时 增大塔釜加热蒸汽用量 若回流量和进料的F XF q都不变 则 XD B A 增大 B 减少 C 不变 D 不确定 8 两组分物系的相对挥发度越接近于 1 则表示分离该物系越 D A 完全 B 不完全 C 容易 D 困难 9 某二元混合物在 101 3kPa下 若液相组成xA 0 45 相应的泡点温度为t1 而与该液相平衡 的气相组成yA 0 55 露点温度t2为 则 C A t1 t2 B t1tw td B t tw td C t tw td D t tw td 18 利用空气作为干燥介质干燥热敏性物料 且干燥处于降速阶段 欲缩短干燥时间 则可 采取的有效措施是 B A 提高干燥介质的温度 B 增大干燥面积 减薄物料厚度 C 降低干燥介质相对湿度 D 提高干燥介质的压强 19 对同一物料 如恒速段的干燥速率加快 则该物料的临界含水量 A A 增大 B 不变 C 减小 D 不确定 20 湿空气的干 湿球温度差越小 表明该空气 D A 热焓越低 B 焓越高 C 越干燥 D 越潮湿 得分 评阅教师 二 填空题 共二 填空题 共 20 分 每空分 每空 1 分 分 1 在吸收操作中 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 第 2 页 共 6 页 则传质推动力将 减小减小 操作线将 靠近靠近 平衡线 设备费用将 增大增大 2 吸收塔的操作线方程是基于 溶剂完全不挥溶剂完全不挥 和 惰性气体完全不溶解惰性气体完全不溶解 假设 通过 对塔的上段 或下段 的溶质进行物料衡算对塔的上段 或下段 的溶质进行物料衡算 得到 的 3 有A B两组分组成的混合气体 降低系统总压 则扩散系数将 增大增大 若降低系统温度 则扩散系数将 下降下降 4 某连续精馏塔中 若精馏段操作线截距等于零 则回流比等于 馏出 液的采出率等于 0 该中回流比的操作主要用于 开车开车 和 实验室研究实验室研究 5 精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况 当进料为气液混合物且气液的摩 尔比为 2 3 时 则进料热状况参数q的值为 0 6 6 相同条件下 压降最小的板式塔是 筛板塔筛板塔 造价最高的板式塔是 泡泡 罩塔罩塔 最不容易产生严重漏夜的板式塔是 泡罩塔泡罩塔 7 在连续干燥过程中 将新鲜湿空气经预热器预热 则预热后空气的湿球温度将 升高升高 露点温度将 不变 不变 相对湿度将 降低降低 得分 评阅教师 三 简答与实验 三 简答与实验 10 分 每题分 每题 5 分 选作其中的两个题 分 选作其中的两个题 1 在填料塔的设计中 如何确定塔径 2 升高吸收操作的温度 保持 P X2 Y1 V L 等不变 则 Y2 X1将如何变化 3 如何确定溶液的出口浓度和混合气体的进口浓度 4 在精馏实验中 测定回流液的温度的目的是什么 解 1 确定操作状态下的气体体积流量 确定泛点流速 确定操作流速 0 5 0 4 s V D u 按标准系列圆整 校核流速等 2 Y2上升 X1 下降 3 测定混合前空气 氨气的T P及体积流量 将它们的流量分别校核到相同状态 下 则Y1 VNH3 Vair 测定并计算空气 水的摩尔流量 通过全塔物料衡算 112 V XYY L 4 准确计算回流比 第 3 页 共 6 页 系系 专业专业 级级 班班 学号学号 姓名姓名 密 封 线 密 封 线 内 不 要 答 题 得分 评阅教师 四 用常压精馏塔分离相对挥发度 2 的苯 甲苯混合液 在操作条件下 精馏段的操作线 方程为yn 1 0 75xn 0 24 露点进料且xF 0 592 摩尔分率 下同 塔顶为全凝器且泡点回 流 塔顶产品流量D 75kmol h 塔釜产品组成xWw 0 04 求 1 回流比R 塔顶馏出液组成xD 2 进料量F和塔釜产品流量W 3 最小回流比Rmin 4 经塔顶第一块理论板 气相中轻组 分的增浓程度 20 分 解 1 1 0 750 243 0 96 11 D nnnD xR yxxRx RR 2 0 5920 0475 0 6125 0 960 040 6 1257550 FW FDWDW FDW xxD Fkmol h FxDxWxFxx WFDkmol h 3 0 592 00 5920 420 1 1 0 5922 1 0 592 q qFqq q x qyxyx x min 0 960 592 2 14 0 5920 42 Dq qq xy R yx 1 0 96 D yx 4 1 1 11 0 96 0 923 1 0 962 1 0 96 y x yy 2 0 75 0 9230 240 932y 12 0 960 9320 28yyy 得分 评阅教师 五 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分 A 已知操作条件下气相总传质单元高度 为 1 5m 进塔混合气组成为 0 04 A 的摩尔分率 下同 出塔尾气组成为 0 0053 出塔水 溶液浓度为 0 0128 操作条件下平衡关系为 Y 2 5X 试求 1 液气比为最小液气比的多 少倍 2 所需填料层高度 3 若气液流量和初始组成不变 要求尾气浓度降至 0 0033 求此时填料层高度为若干米 15 分 第 4 页 共 6 页 解 1 1 0 04 0 0417 10 96 y Y y 212 0 005360 01300YXX 同理 12 1 0 04170 00536 0 8715 0 0417 YY Y 1 12 12 0 04170 00536 2 795 0 01300 YYL VXX 12 min 12 2 5 0 87152 179 YYL m VXX min 2 795 1 283 2 179 L V L V 2 2 2 5 00 8944 2 795 mV XS L 1111 ln 1 ln 1 0 8944 0 8944 5 11 1110 89441 0 8715 OG NSS S 1 5 5 117 665 OGOG ZHNm 3 2 0 00330 04170 00331 0 003310 9206 1 0 00330 0417 Y 1111 ln 1 ln 1 0 8944 0 8944 7 57 111 0 89441 0 9206 OG NSS S 1 5 7 5711 36 OGOG ZHNm 121 0 6 0 05 500 得分 评阅教师 六 实验测定某物料在恒定干燥条件下的干燥速率曲线如图所示 当该湿物料在与实验相 同的恒定干燥条件下干燥 湿物料由含水量 0 6kg 水 kg 绝干物料降至 0 05kg 水 kg 绝干 物料 当湿物料的处理量为 500kg h 时 试计算 1 蒸发的水分量和干燥产品量分别是 多少 2 恒速干燥阶段及降速干燥阶段蒸发的水分量之比 3 恒速干燥阶段及降速干燥 阶段干燥时间之比 15 分 XkgkgXkgkgGkg h 水绝干 水 绝干解 1 1 22 1 500 312 5 1 312 5 1 0 05 328 125 11 0 6 CC G GkghGGXkg h X 绝干 第 5 页 共 6 页 系系 专业专业 级级 班班 学号学号 姓名姓名 密 封 线 密 封 线 内 不 要 答 题 1212 500328 125171 875 c WGGG XXkg h 0 0 0 6 1 2 1 8 0 1 0 70 60 50 40 30 2 0 02 U kg 水 m 2 h X kg水 kg绝干物料 2 由干燥速率曲线图 0 2 C X 12 WW 恒速段与降速段干燥的水分分别为 则 11 22 0 60 2 2 667 0 2