化工计算习题

习题课一、填空1、因次是表示物料_性质，状态___的基本物理量，__单位_是因次的具体表示。2、化工计算主要是应用__守恒定律_来研究化工过程的_物料，能量衡算的_问题。3、化工过程指由原料经_化学、物理__处理加工成化学产品和中间产品的___生产过程__。4、_温标_是为度量物体的温度而对温度的零点和分度方法作的__规定___。5、化工过程开发是将一个化学反应从_实验室_过渡到__第一套__生产装置的全过程6、过程参数是指在化工生产过程中，能影响__过程运行____和____状态__的物理量，在指定条件下它的__数值恒定__

。7、稳流过程，体系内有化学变化物料衡算式为___输入的量+反应的量=输出的量_______。8、性质是指物料的特性，性质按其值与组成体系__数量_的有无关系分为强度性质和容量性质两类。9、C3H2Cl6的燃烧反应为C3H2Cl6+2O2__+2H2O_____→_6HCl_+__3CO2__。10、对有化学变化的稳流过程的能量衡算中，当选取反应物及产物的在298K，101.3kPa（1atm）的焓为零时，过程总焓变的计算公式为_________第一种基准表达式_______________。11、基团贡献法是将有机物分解成若干_基团___，将___基团_对化合物某性质的贡献值_相加__即得化合物的该性质的值。12、物料衡算的依衡算目的不同分为设计型计算和操作型计算两种情况，操作型计算对___已有的生产装置_____进行衡算。13、限制反应物是指化学反应原料不按化学计量比配料时，以最小__化学计量数__存在的反应物。14、收率是生成目的产物所消耗的某_限制反应物__量占该原料___输入量___的百分数。15、宏观能量是构成体系的物质作为一个_整体_所具有的能量。16、设计过程的原则是便于计算，常用的各阶段类型大致有五种，写出其中三种：（1）______________________；（2）_______________；(3)______________________。

二、选择题1、30kmol/hCO在燃烧炉里燃烧，其的转化率为80%，则过程氧的理论量为：（1）12kmol/h；（2）15kmol/h；（3）30kmol/h；（4）24kmol/h。2、有一无化学反应的简单过程，若进出体系的流股数为2个，有3个组分，则可列出的独立物料衡算式的数目为：（1）至少2个；（2）至多2个；（3）至少3个；（4）至多3个。3、对于可看为稳流过程的连续操作下列说法正确地是：（1）系统内各点参数与位置无关但与时间有关；（2）系统内各点参数与位置有关但与时间无关；（3）系统内有物料积累但无能量积累；；（4）系统内有能量积累但无物料积累。

4、有一反应体系已知原料A在新鲜原料中的流率是50kmol/h，在进反应器的混合原料中的流率是200kmol/h，若A的总转化率为40%，则A的单程转化率为：（1）80%；（2）40%：（3）20%；（4）10%。5、能量衡算式ΔH=Q的适用条件是：（1）ΔEK=ΔEP=0，W=0；（2）间歇过程，ΔEK=ΔEP=0，W=0；（3）稳流过程，ΔEK=ΔEP=0，W=0；（4）稳流过程，ΔEK=ΔEP=0。6、化学反应过程能量衡算的第二种基准是：（1）以298K，1atm组成反应物及产物的元素为计算基准；（2）298K，1atm为产物的计算基准；（3）298K，1atm为反应物的计算基准；（4）298K，1atm为反应物及产物的计算基准。7、下列过程中找出不不属于化工单元操作的是：（1）CO和H2在固定床反应器中生成甲醇；（2）精馏分离混合物；（3）在一热交换器内加热某物料；（4）通过一压缩机使一气体混合物提高压力。8、在下列单位中找出不是SI的单位：

（1）mol；（2）MPa；（3）J；（4）公斤。9、有一由A和B组成的二元混合物，A的摩尔分率为60.0%，分子量为20；B的分子量为50；则B的质量分率是：（1）40.0%；（2）62.5%；（3）60.0%；（4）37.5%。10、有一二元混合物，A的分子量为30，质量分率为40.0%；B的分子量为40。则A的摩尔分率为：

（1）40.0%；（2）47.1%；（3）55.6%；（4）66.7%。11、有一反应A+1.5B+3C

6E+M，若原料摩尔配比为：A：B：C=2：3；5，则限制反应物为：（1）A；（2）B；（3）C；（4）M。三、判断

1、所谓导出单位是根据物理学规律用基本单位表示出其他物理量的单位（T

）。2、兰金温标和开氏温标的分度方法是一样的（）。3、若有一无化学变化的复杂过程由3个设备构成，进出各设备的物流的组分数均为5个，则该过程最多可列出5个独立物料衡算式（）。4、物料衡算中，画物料流程图时，图中设备必须按其外形及相对大小绘制（）。5、反应过程中，反应结束后未反应完全的反应物一定是过量反应物（）。6、无论体系中有化学变化时，输入某种元素=输出的同种元素（

T

）。7、在稳流过程的物料衡算中，输入体系的物料的摩尔流率一定等于输出体系的摩尔流率（）。8、热量Q和功W不是体系的性质（）。9、在化学反应系统的能量衡算中，采用第一种基准时各个组分的焓值是其相对值，采用第二种基准时各个组分的焓值是其绝对值（）。10、ΔHr°>0的反应在一绝热反应器中进行时，反应器的进料温度将低于出料温度（T）。四、计算题1、用连接单位法进行下列物理量的换算。（1）R=1.987cal/mol•

C换算为国际单位制（2）40

C水的导热系数＝63.33W/(m•K)换算为Kcal/(m•h•

C)2、一连续稳定的精馏系统如图所示,每个物流含有两个组分A和B,.试计算F3

、F5

、F7的流率和组成。精馏塔I精馏塔IIF6＝30kmol/hx6,A=0.6x6,B=0.4F2＝40kmol/hx2,A=0.9x2,B=0.1F4＝30kmol/hx4,A=0.3x4,B=0.7F1＝100kmol/hx1,A=0.5x1,B=0.5F3F5F7E3、丙烷与空气在炉子里完全燃烧，反应式

C3H8+5O2

3CO2+4H2O经分析知烟道气的干基组成（mol%）为：N2，84.69%；CO2，10.80%；O2，4.51%。试求进料中空气与丙烷的摩尔比和氧的过量百分数。若新鲜原料中A过剩20％，B的单程转化率为60％，B的总转化率为90％，反应器出来的产物进分离器将产物C与D分离，剩下未反应的A与B组份，一部分排放，其余返回反应器流程如下：

求：（1）循环气R的摩尔组成；（2）排放气W与循环气R的摩尔比；（3）循环气R与进反应器原料MF的摩尔比反应器分离器FABMFRPCDWAB4、原料A与B进行下列反应，反应式：解：（1）取全系统为衡算对象，设FB为100mol。则新鲜其中A的量FA＝100×120％×2／5＝48mol对B列式对A列式则R与为的组成为：yA=0.5455yB=0.4545(2)以节点为衡算体系对B列式（3）5、某工厂计划用热交换器回收高温产物气体的热量预热冷物料，热气体的流率为200kmol/h,进废热锅炉的温度为1000K，出废热锅炉的温度为540K。冷物料进热交换器的温度为25°C，出热交换器的温度为300°C。已知高温产物气体的平均热容Cp=32.5kJ/kmol·K，冷物料在所讨论温度范围Cp=32.5＋0.05T-0.00003T2kJ/kmol·K（T为开氏温标）。试计算冷物料的量。（忽略热损失）6、有一合成甲醇的反应器，已知进料温度为650K，CO流量为100kmol/h，进料中仅含CO和H2。且配比为1：2（分子比），过程中仅有反应：CO