化工原理(二)模拟试题B.doc

（勤奋、求是、创新、奉献）
2007 ～ 2008 学年第二学期期末考试试卷
主考教师： 肖稳发
学院 化学化工学院 班级 姓名 __________ 学号 ___________
《化工原理（二）》课程试卷B
（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
20
15
8
20
12
15
10

100
得分

一、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分）
1、精馏操作的依据是 ______________________________________________。
答案：混合液中各组分的挥发度的差异
2、按操作压强分，蒸馏可分为常压、减压和加压蒸馏，对于在常压下沸点为室温的混合物，一般应采用_______________蒸馏，对应在较高温度下容易分解的物质，一般应采用________________蒸馏。
答案：加压蒸馏，减压蒸馏
3、某精馏塔操作时，在进料流量及组成、进料热状况和塔顶产品流量不变的条件下，增加回流比，则此时塔顶产品组成 ，塔底产品组成 ，精馏段蒸气量 。（填“减小，不变，增大”）
答案：增大；减少；增大
4、板式塔塔板上气液两相接触的状态中，______________和_________________是优良的塔板工作状态。
答案：泡沫状，喷射状
5、分离要求一定，当回流比一定时，在五种进料热状况中，______________进料的q 值最小，其温度越低，提馏段操作线与平衡线之间的距离__________________。
答案：过热蒸汽，越小
6、常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增大，则亨利系数E__________，溶解度系数H________________，相平衡常数m______________。（填“减小，不变，增大”）
答案：不变，不变，减小
7、由于吸收过程中气相溶质分压总是________________溶质的平衡分压，因此吸收操作线总在平衡线的_______________________。
答案：大于，上方
8、________________扩散适合于描述精馏过程，______________扩散适合描述吸收过程。
答案：等分子反向，单向
9、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于______________，
答案：湿球温度
10、空气经一间壁加热器加热后，焓___________，相对湿度___________。（填“减小，不变，增大”）
答案： 增大，减小
二、选择题（本题共10小题，每小题1.5，共15分）
1、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（ ）。
A． 提馏段操作线与线 B. 平衡线
C．平衡线与精馏段操作线 D. 平衡线与 线
答案：A
2、操作中的精馏塔，保持q、 F、、、不变，减小，则（ ）。
A. D 增大，R 减小 B. D 不变，R 增大
C. D 减小，R 增大 D. D 减小，R 不变
答案：C
3、若某精馏塔正在正常、稳定的生产，现将增加进料量，且要求产品质量维持不变，易采取的措施为（ ）。
A. 加大塔顶回流液量 B. 加大塔釜加热蒸气量
C. 加大塔釜加热蒸气量以及冷凝器冷却水量 D. 加大冷凝器冷却水量
答案：C
4、精馏塔在、、一定下操作时，将加料口向上移动一层塔板，此时塔顶产品浓度将（ ）。
A. 增大 B. 减小
C. 不变 D. 不确定
答案：B
5、吸收操作的作用是分离（ ）。
A. 气体混合物 B. 液体均相混合物
C. 气液混合物 D. 部分互溶的液体混合物
答案：A
6、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要( )。
A． 增加气膜厚度和减小液膜厚度 B. 减小气膜和液膜厚度
C． 增加气膜和液膜厚度 D. 增加液膜厚度和减小气膜厚度
答案：B
7、精馏塔设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数（ ）。
A. 减小 B. 不变 C. 增加 D. 不确定
答案：A
8、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的HOG将( )。
A． 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不能判断
答案：C
9、物料在干燥过程中，其恒速干燥阶段和降速阶段区分的标志是（ ）。
A. 平衡水分 B. 自由水分 C. 结合水分 D. 临界含水量
答案：D
10、若湿物料在恒定干燥过程中，其表面温度一直等于干燥介质的湿球温度。据此，关于该干燥过程的下列议论中（ ）。
甲：物料中湿分的排除受表面汽化控制。
乙：物料始终处于恒速干燥之中。
丙：干燥过程中排除的湿分仅为非结合水分。
丁：干燥过程排除的湿分全部是自由水分。
A. 甲、乙、丙、丁对 B. 甲、丙、丁对
C. 乙、丙、丁对 D. 甲、乙、丁对
答案：A
三、（8分）某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为：精馏段 提馏段 ，若进料时，原料中气相分率为1/3，求塔顶及塔底产品产率及回流比。
分析：若求产品产率，必须确定塔顶产品,塔底产品和进料的组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立，即可确定塔顶，塔底组成。而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得
解：联解　　　 及　　　
得塔顶产品组成　　(1分)
再联解　 及
得塔底产品组成部分　　　(1分)
　　再联解　 及
　　　　得　　　,(1分)
将此代入线方程，且由题巳知
解得　(2分)
由全塔物料衡算式
及全塔轻组分物料衡算式
知塔顶产品产率 (1分)
塔底产品产率 　(1分)
由精馏段操作线方程斜率 解得 (1分)
四、（20分）在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），塔顶中苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知a=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；
解：
（1） 求塔顶和塔底产品量
由 F=D+W
FxF=DxD+WxW
DxD/FxF=0.9 (1分)
得 (1分)
=1000-400=600 kmol/h (1分)
(2分)
（2） 求最小回流比
由题可知 因为泡点进料，所以q=1， (1分)
平衡线方程为：
(1分)
把代入平衡方程得，
yq=0.625 (1分)
∴ ==1.22 (2分)

（3） 求精馏段操作线方程
(2分)
(2分)
yn+1=0.647xn+0.318 (1分)

（4）求提馏段操作线方程
(1分)
V′=V+(q-1)F=D(R+1)=1132 kmol/h (1分)
(2分)
(1分)
五、（12分）（1）在温度为35℃下，浓度为0.0002的SO2 溶液在气相中的分压，求亨利系数E；（2）在温度为35℃下含SO2 为 0.001（摩尔分数）的水溶液与浓度为0.03（摩尔分数）SO2 的混合气体接触，总压为101.3kPa，通过计算说明以下过程是吸收还是解吸过程，推动力是多少（以气相摩尔分数差表示推动力）？（3）气液组成及总压同（2），温度降至15℃下，通过计算说明以下过程是吸收还是解吸过程，推动力是多少（以气相摩尔分数差表示推动力）？（在15℃，SO2的E=0.294×104kPa）
分析：（1）根据公式求出亨利系数；
（2）（3）问通过亨利系数求出m，根据求出，比较的值，确定是吸收还是解吸。
解：（1） (2分)
(2分)
（2） (1分)
根据相平衡关系，得
(1分)
(1分)
(1分)
（3） (1分)
(1分)
（1分）
(1分)
六、（15分）在101.325kPa下用清水吸收混于空气的氨，已知氨的摩尔分数为0.1，混合气体于40ºC下进入塔底，体积流量为1800m3/h，空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍，氨的吸收率为95%，且已估算出塔内气相体积吸收总系数为KYa =0.1112 kmol/( m³.s )。在操作条件下，气液平衡关系为Y* = 2.6 X。求：（1）最小液气比和吸收剂的用量(kmol水/s)；(2) 塔径，m；（3）填料高度，m。
分析：（1）最小液气比，根据物料衡算来计算；
（2）先求出惰性气体的摩尔流量，再求吸收剂用量；
（3）根据混合气体的体积流量求塔径；
（4）根据公式或者求出传质单元数，再求出传质单元高度，填料高度
解答：（1） (1分)
(1分)

(1分)
(2分)
(1分)
(1分)
（3） (1分)
(1分)
(1分)
（4） (1分)
(1分)

(1分)
(1分)
(1分)
或者

七、（10分）已知湿空气的干球温度为50℃、湿度为0.080kg水/kg绝干气，若总压强为101.33kPa，50℃时水的饱和蒸气压为17.85kPa，试用解析法求：（1）湿空气中的水气分压，Pa；（2）相对湿度；（3）湿空气的比体积；（4）湿空气的比热容；（5）湿空气的焓。
分析：此题属于干燥的基本概念计算，需要掌握湿度、相对湿度、比容和湿空气焓的概念以及计算方法。
解：（1）湿空气中的水气分压
由 (1分)
(1分)
（2）相对湿度
由50℃时水的饱和蒸气压ps为17.85kPa，则
(2分)
（3）比体积
由 (1分)
则 (1分)
（4）比热容
由 (2分)
（5）湿空气的焓
由湿空气的焓I =（1.01 +1.88H）t +2490H (1分)
则 I =（1.01 +1.88×0.080）×50 +2490×0.080
I = 257.2 kJ/ kg绝干气 (1分)

考试试卷第9页，共9页