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2015820121510100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：A2、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：C3、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：C4、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：B5、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：A6、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：B7、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：A8、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：C9、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=0.294104kPa）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40C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/( m.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 +1.880.080）50 +24900.080 I = 257.2 kJ/ kg绝干气 (1分)考试试卷第9页，共9页