2025年化工原理（传质学基础）试题及答案

2025年化工原理（传质学基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）（总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）w1.对于双组分理想物系的气液平衡，下列说法错误的是（）A.泡点线上方为气相区B.露点线上方为气相区C.平衡时气相组成大于液相组成D.平衡时气相组成小于液相组成w2.下列关于传质系数的说法，正确的是（）A.传质系数只与物系性质有关B.传质系数只与设备类型有关C.传质系数与物系性质、设备类型等都有关D.传质系数与操作条件无关w3.在吸收过程中，若气相总传质单元高度增加，则吸收塔的高度将（）A.增加B.减小C.不变D.无法确定w4.下列哪种情况有利于提高精馏塔的分离效率（）A.增加塔板数B.减小回流比C.降低进料温度D.增大进料量w5.对于恒沸精馏过程，加入的挟带剂应具有的特点是（）A.与原溶液形成恒沸物B.与原溶液不互溶C.沸点比原溶液中各组分沸点高D.沸点比原溶液中各组分沸点低w6.在萃取操作中，若萃取剂与原溶剂完全不互溶，则萃取液的组成（）A.只与原料液组成有关B.只与萃取剂组成有关C.与原料液和萃取剂组成都有关D.与原料液和萃取剂组成都无关第II卷（非选择题，共70分）w7.（10分）简述双膜理论的基本要点。w8.（15分）在某逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质A。已知混合气中溶质A的摩尔分数为0.05，操作条件下的气液平衡关系为y=2x，气相总传质单元高度为1.5m。若要求溶质A的吸收率为95%，试求所需的填料层高度。w9.（15分）某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（摩尔分数，下同），塔顶产品组成为0.95，塔底产品组成为0.05。回流比为3，泡点进料。试求塔顶产品量、塔底产品量以及精馏段和提馏段的操作线方程。w10.（15分）在一萃取设备中，用纯溶剂S萃取含溶质A的混合液。已知原料液流量为1000kg/h，其中溶质A的质量分数为30%，萃取剂用量为600kg/h。操作条件下的分配系数K=y/x=2（y、x分别为溶质A在萃取相和萃余相中的质量分数）。试求：（1）萃取相和萃余相的组成；（2）萃取液和萃余液的流量。w11.（15分）有一填料吸收塔，用清水吸收混合气中的有害组分A。已知混合气中A的初始浓度为0.05（摩尔分数），通过吸收塔后，A的浓度降至0.001（摩尔分数）。操作条件下的气液平衡关系为y=1.5x，气相总传质单元高度为1m。试求：（1）该吸收过程的气相总传质单元数；（2）所需的填料层高度。答案：w1.D；w2.C；w3.A；w4.A；w5.A；w6.C；w7.双膜理论基本要点：（1）气液两相接触时，界面两侧分别存在着稳定的气膜和液膜，溶质以分子扩散的方式通过这两层膜；（2）在气膜和液膜内，传质阻力集中在这两层膜内，膜外无传质阻力；（3）气液两相在界面上达到平衡，无传质阻力。w8.1.先求气相进口组成y1=0.05，气相出口组成y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025。2.由平衡关系y=2x得x2=0，x1=y1/2=0.025。3.求气相总传质单元数NOG=(y1-y2)/Δym，Δym=[(y1-mx1)-(y2-mx2)]/ln[(y1-mx1)/(y2-mx2)]，代入数据计算得NOG=7.84。4.填料层高度Z=HOG×NOG=1.5×7.84=11.76m。w9.1.由物料衡算F=D+W，FxF=DxD+WxW，代入数据解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。2.精馏段操作线方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=3/4x+0.95/4。3.提馏段操作线方程：L'=L+qF=RD+F=3×50+100=250kmol/h，V'=V=(R+1)D=4×50=200kmol/h，y=L'/V'x-WxW/V'=250/200x-50×0.05/200=1.25x-0.0125。w10.1.由分配系数K=y/x=2，及物料衡算FxF=EEy+RRx，代入数据解得萃取相组成yE=0.429，萃余相组成xE=0.214。2.萃取液流量E=F(K-1)/(K+R-1)=1000×(2-1)/(2+600/1000-1)=714.3kg/h，萃余液流量R=F-E=1000-714.3=285.7kg/h。w11.1.气相总传质单元数NOG=(y1-y2)/Δym=(0.05-0.001)/[(0.05-1.5