2014-2015(1)化工原理试卷A及答案.doc

, .（勤奋、求是、创新、奉献）2014 2015 学年第一学期期末考试试卷主考教师： 陆杰、刘锡建、王远强 学院 化学化工学院 班级 姓名 _ 学号 _化工原理（二）课程试卷A 参考答案（本卷考试时间 120 分钟）题号一二三四五六七八九十总得分题分2020107101815100得分一、填空题（每空1分，共20分）1、精馏过程是利用多次部分汽化 和多次部分冷凝 的原理进行的，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流 和塔底产生上升蒸汽 。2、在温度组成（t-x-y）图中，气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_相等_，但气相组成_大于_液相组成。3、全回流时，塔顶产品量为_0_，回流比_无穷大_，全回流适用的场合通常是_精馏生产开工或实验研究_。4、当分离要求和回流比一定时， 过热蒸气 进料的值最小，此时分离所需的理论板数 最多 。5、吸收是利用各组分溶解度 不同而分离气体混合物的单元操作，当气相中溶质的的实际分压高于 与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气相向液相转移，发生吸收过程。6、易溶气体的吸收过程属于_气膜_控制过程，传质总阻力主要集中在_气膜_侧，提高传质速率的有效措施是提高_气_相流体的流速和湍动程度。7、恒速干燥阶段也称为表面汽化 控制阶段，降速阶段也称为内部迁移 控制阶段。8、饱和空气中冷却， 湿度_降低_，露点温度 _降低_。二、选择题（每题2分，共20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、精馏过程中在精馏塔中每一块塔板上（ C ）。(A) 只进行传质 (B) 只进行传热 (C) 同时进行传热传质 (D) 有时进行传热，有时传质3、操作中的精馏塔，保持q、 F、不变，减小，则（ C ）。(A) D 增大，R 减小 (B) D 不变，R 增加(C) D 减小，R 增加 (D) D 减小，R 不变4、精馏塔的塔板上，比较理想的气液接触状态是（ D ）。(A) 鼓泡状和蜂窝状 (B) 鼓泡状和泡沫状(C) 蜂窝状和喷射状 (D) 泡沫状和喷射状5、吸收过程的推动力是（ D ）。(A) 浓度差 (B)温度差 (C) 压力差 (D) 实际浓度与平衡浓度差6、已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则（ A ）。(A)t1t2 (C) t1t2 (D) t3t17、低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高度将（ A ）(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能判断8、在101.33kPa总压下，湿空气中水蒸气分压为10.33 kPa,其湿度值为（ D ）kg/kg绝干气。 (A) 0.1136 (B) 0.1019 (C) 0.0756 (D) 0.0706 9、用相对湿度值可以判断该湿空气能否作为干燥介质，值越小，吸湿能力（ C ） (A)不变 (B) 越小 (C) 越大 (D)不确定 10、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) 临界水分三、（10分）在常压操作的连续的精馏塔，分离含甲醇与水溶液，其中甲醇含量为0.4（均为摩尔分数，下同），原料液的流量为100kmol/h，进料为气液混合进料，q为0.8，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，回流比为2.5。假设塔内气、液均为恒摩尔流动。试求：（1）产品的流量D、W，kmol/h； (5分)（2）精馏段下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量，kmol/h。(5分)解： （1）由全塔物料衡算得 （2） 四、（7分）已知在101.3kPa（绝压）下，摩尔浓度为0.5824kmol/m3的氨水溶液上方的平衡氨分压。（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律。氨水密度为1000kg/m3）试求：（1）溶解度系数H；（3分） （2）亨利系数E；（2分） （3）相平衡常数m。（2分）解：（1）根据已知条件 （2） （3） 五、（10分）一连续干燥器中，每小时处含水量为8%的湿物料1000kg，经干燥后物料含水降至2%（均为湿基），湿度为0.009kg水/kg绝干气的空气经预热器加热至120进入干燥器，出干燥器时降温至45，湿度为0.022kg水/kg绝干气。（1）空气在进出干燥器的焓的变化；（4分）（2）水分蒸发量；（3分）（3）空气的消耗量及单位空气消耗量。（3分）解：（1）（2）水分蒸发量=1000*(1-0.08)=920kg/h第一种解方法： =1000-938.8=61.2kg/h=0.017kg/s 第二种解方法： 代入数据解得W=61.2kg/h（3）空气的消耗量。六、（本题18分）某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液组成为0.35（摩尔分率,下同），该物系的平均相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料。进量流量为100kmol/h，塔顶产品采出流量为40kmol/h，精馏段操作线方程为 求：(1) 馏出液组成和釜液组成；（4分） （2）提馏段操作线方程式；（5分） （3）最小回流比；(5分)（4）若塔顶第一块板下降的液相组成为0.65，该板的气相默夫里效率EmV,1。（4分）解：（1）根据精馏段操作线方程得 R = 3 = 0.8 根据物料衡算 D= 40kmolh-1 W = F D= 100 40 = 60 kmolh-1 xw = 0.05 （2） L= RD = 3 40 = 120 kmolh-1 , q= 0 （3）已知饱和蒸汽进料，所以 (4) y2 = 0.75 0.65 + 0.2 = 0.688 xD=y1 = 0.8 七、（15分）某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。气体入塔浓度为0.01（摩尔分率），回收率为0.9。平衡关系为Y* = 2X，且知操作液气比为最小液气比的1.2倍，气相传质单元高度HOG = 0.9m。试求：(1)操作液气比