11年化工原理试题及答案

化工原理 试 卷（A ）上

一． 填空（20分，每空1分）

1、 漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A的传递速率比________增大的倍数，其值恒 1 。

2、 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，当气体处理量增大，若按比例增大吸收剂的流量（即L/G不变），则Kya ， HOG , NOG , 吸收率

3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x6= y6=

y5 x5= __________ y5= _______ x5 y6 x6 4、填料塔与板式塔相比较，操作范围 、压降 ；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则 （不适合，更适合） 5

、

萃

取

操

作

中

选

择

性

系

数

是

指 ， B-S完全不互溶时，选择性系数趋于 。

6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为： ф=100%，Х*=0.12； ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,

则结合水为 ，非结合水为 ,自由水为 ,平衡水又为 。

二、选择题（20分，每空2分）

1. 一个液膜控制的吸收过程，为加大吸收速率，可采取_____和______等措施。

A．增大气相湍动 B. 增大液相湍动 C.采用物理吸收 D.采用化学吸收

2. 在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总系数,m为相平衡常数,则_____________。

A.为气膜控制且Ky≈ky B.为液膜控制且Ky≈kx C.为气膜控制且Ky≈kx/m D.为液膜控制且Ky≈kx/m

3. 对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度t F 、蒸发室压强P不变，而将物料浓度xF增加，则气相馏出物组成xD ?????????,气相馏出物量D??????????。

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

4. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F为0.6 ，若要求馏出液组成x D不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ；

A. 6.67 kmol/h B. 6 kmol/h C. 9 kmol/h D. 不确定 5. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成 和 A.气流的不均匀分布 B.漏液 C.溢流液泛 D.液沫夹带 6．进行萃取操作时应使：

A 分配系数大于1 B 分配系数小于1 C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1

7. 当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是 。 A,成正比 B，成反比 C, 无关 D, 不确定

三、简答题（每题5分，共10分）

1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？

2.对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精馏分离？

四、（20分）在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。进塔煤气中苯的初始浓度为0.02（摩尔分率，下同），操作条件下气液平衡关系为y?0.125x，操作液气比为0.18，进塔洗油中苯的浓度为0.003，出塔煤气中苯浓度降至0.002。因脱吸不良造成进塔洗油中苯的浓度为0.006，试求此情况下（1）出塔气体中苯的浓度；（2）吸收推动力降低的百分数？ 五、（15分）某精馏塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知x F =0.5（摩尔分率，下同），xD=0.95，xW=0.1，回流比R=1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度??2.25， 试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度； （2）塔顶采出率D/F。 D

x

D

F xF

饱和水蒸汽 S W , xW 六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg／s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水／kg干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，废气的出口温度为70℃，试求： (1)干空气用量及废气出口的湿度H2

(2)此干燥过程预热器所需供热量及热效率各为

多少?

化工原理 试 卷（A ） 下

二． 填空（20分，每空1分）

1、 对流传质理论中较重要的有 ， _________ 和______________。

2、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x6= y6=

y5 x5 y6 x6 x5= __________ y5= _______

3、填料塔与板式塔相比较，操作范围 、压降 ；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则 （不适合，更适合）

4、对于部分互溶物系的萃取操作中，溶质A的加入使B与S的互溶度 ，当A的加入至某一浓度时,两共轭相将变为 ，此点称为 ,一般 (在，不在)溶解度曲线的最高点 。

5、在萃取的设计中，通常将粘度 或者润湿性 的液体作为分散相。 6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为： ф=100%，Х*=0.12； ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,

则结合水为 ，非结合水为 , 自由水为 ,平衡水又为 。

二、选择题（20分，每空2分）

1. 在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总系数,m为相平衡常数,则_____________。

A.为气膜控制且Ky≈ky B.为液膜控制且Ky≈kx C.为气膜控制且Ky≈kx/m D.为液膜控制且Ky≈kx/m

2. 对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度t F 、蒸发室压强P不变，而将物料浓度xF增加，则气相馏出物组成xD ?????????,气相馏出物量D??????????。

A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 不确定

3. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F为0.6 ，若要求馏出液组成x D不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ；

A. 6.67 kmol/h B. 6 kmol/h C. 9 kmol/h D. 不确定

4. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成 和 A.气流的不均匀分布 B.漏液 C.溢流液泛 D.液沫夹带 5．进行萃取操作时应使：

A 分配系数大于1 B 分配系数小于1 C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1

6. 单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将_______。

A 不变 B降低 C 增加 D不定

7.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相分率_______。

A 增大 B 减少 C 基本不变 D 增大、减少都有可能 8.当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是 。 A,成正比 B，成反比 C, 无关 D, 不确定

三、简答题（每题5分，共10分）

1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？

2.对于混合液体的分离，什么情况下选择萃取操作，而不选择精馏操作？ 四、（15分）某精馏塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知x F =0.5（摩尔分率，下同），xD=0.95，xW=0.1，回流比R=1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度??2.25， 试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度； （2）塔顶采出率D/F。 D

x

D

F xF

饱和水蒸汽 S W , xW 五、（20分）某混合物含溶质A为40%，稀释剂B为60%，拟用单级萃取进行分离，要求萃取液中含A的浓度x0A不超过20%，某操作温度下，溶解度曲线如图，分配系数kA＝1 ，试求：

（1） 此单级萃取所需的溶剂比S/F为多少？萃余率RxAo/FxFA为多少？此时选

择性系数β为多少？

（2） 若降低操作温度，使两相区域增大为如图虚线所示，假设分配系数kA不

变，溶剂比S/F不变，试分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的浓度和过程的选择性系数如何变化？

六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg／s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水／kg干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出口温度选定为70℃，试求： (1)干空气用量及废气出口的湿度H2

(2)此干燥过程所需预热器供热量及热效率各为多少?

11年《化工原理》（上）A卷答案及评分标准 填空（20分，每空1分）

1.主体流动 等分子反向扩散 大于 2.增大 增大 降低 降低

3. x5= 0.71 y5=0.84 x6= 0.52 y6=0.73 4.小 低 更适合 5.萃取相中溶质的质量分率与萃余相中溶质的质量分率之比值 无穷大 6. 0.12 0.06 0.148 0.032

二、选择题（20分，每空2分）

1. B D 2. D 3. C B 4. A 5.A B 6. C 7.A

三、简答题（每题5分，共10分） 1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏

恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；

萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。

2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；

②混合液浓度很稀，采用普通精馏方法能耗过大；

③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。

四、20分 解：原工况： S?mG0.125??0.694 4 L0.18NOG??y1?mx21?ln?(1?S)?S? 1?S?y2?mx2?10.02?0.125?0.003??ln?(1?0.6944)?0.6944??4.837

1?0.6944?0.002?0.125?0.003?NOG??ym?y1?y20.02?0.002??0.003721 7NOG4.837分

新工况： H'OG?HOG Z'?Z S'?S 3分

NOG?NOG? 解'??10.02?0.125?0.006ln?(1?0.6944)'?0.6944??4.8371?0.6944?y2?0.125?0.006?得

'y2?0.0

5分

'?y'?y2m1?yN?0.02?0.0023444.837?0.003650

OG?ym??y'm0.003721?0.003650?y?0.003721?0.01908?1.91% m

五、15分 （1）精馏段操作线方程为： yn?1?RR?1xxDR?1?1.52.5x0.95n?n?2.5?0.6xn?0.38

3分 y1?xD?0.95 2分

x?y1?0.951?0.8 ?????1?y2.25?1.25?0.95941 2分 y2?0.6x1?0.38?0.6?0.894?0.38?0.91 2分

（2）

??F?S?D?W?FxF?DxD?Wx

?W?S?V???R?1?D??q?1?F

??F?S?D?W?F?0.5?D?0.95?W?0.1即 ??S?V??2.5D??1?1?F

解之得：

6分

5分

DF?0.36

6

六、15分 解：（1）当出口气体温度选定为t2=70℃时，I1=I2 H2??(1.01?1.88H1)t1?250H01?1.01t2

250?01.88t2水

(1.01?1.88?0.005)?150?2500?0.005?1.01?70?0.036kg

2500?1.88?70/kg

干空

气

4分

所需空气量可由物料衡算式求出 GC(X1?X2)?V(H2?H1)

0.050.010.5?(1?0.05)?(?)GC(X1?X2)1?0.051?0.01V???0.652kg干空气/s H2?H10.036?0.005

4分

所需供热量和热效率分别为 Q=V（1.01+1.88H0）（t1－t2） =0.652×（1.01+1.88×0.005）×（150－20）=86.3 kJ/s 4分 ??3分

t1?t2150?70??0.615 t1?t0150?20

11年《化工原理》（下）A卷答案及评分标准 填空（20分，每空1分）

1. 有效膜理论，溶质渗透理论，表面更新理论

2. x5= 0.71 y5=0.84 x6= 0.52 y6=0.73 3. 小 低 更适合 4. 加大 一相 临界混溶点 不在 5. 大 较差 6. 0.12 0.06 0.148 0.032

二、选择题（20分，每空2分）

1. D 2. C B 3. A 4. A B 5. C 6.C 7.B 8.A

三、简答题（每题5分，共10分） 1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏

恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；

萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。

2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；

②混合液浓度很稀，采用普通精馏方法能耗过大；

③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。

四、15分 （1）精馏段操作线方程为： 3分 2分

yn?1?xR1.50.95xn?D?xn??0.6xn?0.38R?1R?12.52.5

y1?xD?0.95

x1?y10.95??0.894?????1?y12.25?1.25?0.95 2分 2分

（2）

y2?0.6x1?0.38?0.6?0.894?0.38?0.91 6

?F?S?D?W??FxF?DxD?WxW?S?V???R?1?D??q?1?F??F?S?D?W??F?0.5?D?0.95?W?0.1?S?V??2.5D??1?1?F?

即

解之得：

D?0.36F

6分

五、20分 需要作图具体求解，略

六、15分 解：（1）当出口气体温度选定为t2=70℃时，I1=I2 H2??(1.01?1.88H1)t1?250H01?1.01t2

250?01.88t2水

(1.01?1.88?0.005)?150?2500?0.005?1.01?70?0.036kg

2500?1.88?70/kg

干空

气

4分

所需空气量可由物料衡算式求出 GC(X1?X2)?V(H2?H1)

0.050.010.5?(1?0.05)?(?)GC(X1?X2)1?0.051?0.01V???0.652kg干空气/s H2?H10.036?0.005

4分

所需供热量和热效率分别为 Q=V（1.01+1.88H0）（t1－t2） =0.652×（1.01+1.88×0.005）×（150－20）=86.3 kJ/s 4分 ??3分

t1?t2150?70??0.615 t1?t0150?20

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2ghv.html