化工原理下册期末考试试卷及答案A

新乡学院 2011―2012学年度第一学期

《化工原理》期末试卷A卷

8.吸收过程中的总阻力可表示为

1111,其中表??KGkGHkLkG1课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科） …_ …__…__…__…__…__…__…:号…学…线 _ …__…__…__…__…__…__…_:名封姓…… _ …__…__…__…__…_:密级.班…… …__…__…__…__…:系…院….… …

题号 一 二 三 总分 得分 得分 评卷人 一、填空（每题1分，共30分）

1.吸收操作是依据 ，以达到分离均相 气体混合物的目的。

2.干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和 阶段。在恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的 温度，所干燥的水分为 水分。 3.二元理想物系精馏塔设计，若qn,F、xF、xD、xW、?一定，将饱和液体进料改为饱和蒸汽进料，则最小回流比 ，若在相同回流比下，所需的理论板数 ，塔釜热负荷 ，塔顶冷凝器热负荷 。

4.已知精馏段操作线方程y=0.75x+0.2,则操作回流比R= ，馏出液组成xD= ；提馏段操作线方程y?1.3x?0.021，则xw= . 5.若x*-x近似等于xi–x，则该过程为 控制。

6.用纯溶剂逆流吸收，已知qn,l/qn,v =m，回收率为0.9，则传质单元数

NOG= 。

7.蒸馏在化工生产中常用于分离均相 混合物，其分离的依据是根据 。

本试卷共10页第1页 示 ，当H 时（很大、很小），Hk可忽略，则该过程L近似为 控制。

9.在常压下，xA?0.2（摩尔分数，下同）的溶液与yA?0.15的气体接触，已知

m?2,此时将发生 。

10.在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用 精馏，加入的第三组分 ， 无水乙醇从塔 （顶、底）引出。

11.塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示 。 12.全回流操作时回流比R等于 ，精馏段操作线方程为 。 板式塔漏液的原因是 ，溢流堰的作用 。

14当空气相对湿度ф=98%时.则空气的湿球温度tw 、干球温度t、露点温度td之间的关系为 。

15.某两组份混合物的平均相对挥发度??2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第

n,n?1层塔板取样测得xn?0.3,则y*n = ，yn?1= 。

得分 评卷人 二、选择题（每题2分，共30分）

1.在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时

干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%时，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（ ），平衡含水量（ ）。

（A）5% （B）20% （C）0.05% (D)4.95%

本试卷共10页第2页

1 13. 2.达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数 。

A.20 B. 18 C.16

3.湿空气经预热后，空气的焓增大，而______。 A.H、?都升高

B. H、?都降低

C.H不变，?降低

4.下列各组参数中，哪一组的两个参数是相互独立的 。 A.H、p B. H 、td C.I、tw D.t、H

5. 在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是： 。

A.自由水分 B.结合水 C.非结合水 D. 平衡水分

气、液组成相同的两组成混合物，泡点温度t1 和露点温度 t2的关系是 。

1 > t2 B. t1< t2 C.t1 =t2

7.在稳定操作的吸收塔内，任意截面上的传质速率NA 。。

A.相等 B.不等 8.推动力（Y-Y*）与吸收系数 对应。

A.KG B.KY C.KX D. kG

9.填料塔的正常操作区域为 。

A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域

10.二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 11.在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是，雾沫夹带线（ ），液泛线（ ）。

本试卷共10页第3页 A.上移 B.下移 C.不变

12.精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相；

C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；

D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。 13.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为 。A.0.143 B .0.0559 C 0.0502 D.0.0529

14.在精馏塔中(理想物系)相邻两层塔板（从上往下数）上取三个样品yn、yn+1 、xn，试判断如下两种操作方式中哪个分析结果正确：全回流（ ），部分回流（ ）。A.yn?yn?1?xn B. yn?yn?1?xn C. yn?xn?yn?1 D. yn?1?yn?xn 15.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和M位于 。

A.溶解度曲线上方区 B.两相区 C.任何位置均可

得分 评卷人 三、计算题（40分）

1. 用通风机将干球温度t0?26oC、焓I0?66kJ/kg绝干气的新鲜空气送入预热器，预热到t1?120oC后进入连续逆流操作的理想干燥器内，空气离开干燥器时相对温度为52℃。湿物料由含水量w1?0.015被干燥至含水量w2?0.002，每小时有9 200 kg湿物料加入干燥器内。

试求 （1）完成干燥任务所需的新鲜空气量kg/h；(8分)

（2）预热器的加热量（2分）

本试卷共10页第4页

6. A.t

2. 在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h，要

求馏出液中易挥发组分的回收率为94％。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.238；q线方程为y = 2-3x，相对挥发度??2.0。 试求：（1）操作回流比及馏出液组成

（2）进料热状况参数及原料的总组成 （3）qn,D,qn,W

（4）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。(16分)

本试卷共10页第5页 本试卷共10页第6页

____________________号证考准 _ ______________名姓 _ ____________级班 _ ____________

3. 在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。

已知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的摩尔分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为Y?34.5X，气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。 求：（1）水用量（5分）

（2）吸收塔操作线方程（3分） （3）填料层高度 （6分）

新乡学院2011 -2012 学年第一学期期末考试

《化工原理》试题标准或参考答案及评分标准（A卷）

适用范围： 09化工工艺

答案

一、填空（每题1分，共30分）

1. 各个组分的溶解度不同。 2. 降速，湿球，非结合水。 3. 变大，变大，减小，不变。 4. 3，0.8,0.07. 5. 液膜。 6.

7. 均相液体，组分的挥发度不同。 8. 气膜阻力，很小，气膜。 9. 解吸。

10. 恒沸，苯，底。 11. 塔正常操作范围。 12. 无穷大，y=x.

本试卷共10页第7页 13. 气速过小，保持塔板上有一定的清液层。

14. 干球温度（大于等于）湿球温度（大于等于）露点温度。 15. 0.46,0.3

二、选择题（每题2分，共30分） 1-5、AC，BCDD 6-10、CBBAB 11-15、AA,D,D,BA,B 三、计算题（40分）

1.解：（1）新鲜空气耗量

Xw11?1?w?1.5kgkg绝干料?0.01523kgkg绝干料 1100?1.5 Xw22?1?w?0.2kgkg绝干料?0.002kgkg绝干料 2100?0.2绝干物料流量

G?G1?1?w1??9200?1?0.015?kg绝干料h?9062kg绝干料h

W?G?X1?X2??9062?0.01523?0.002?kg水h?119.9kg水h 根据t0?26℃、I0?66kJ/kg绝干气，求出H0?0.0157kg/kg绝干气 根据t1?120℃、H1?H0?0.0157，求出I1?163.8kJ/kg绝干气

理想干燥器，所以 I2?I1?163.8kJ/kg绝干气

I2??1.01?1.88H2?t2?2490H2?163.8kJkg绝干气 将温度t2代入上式求湿度H2?0.04326kg/kg绝干气 绝干空气消耗量

L?119.90.04326?0.0157kgh?4351kgh

新鲜空气消耗量

本试卷共10页第8页

L0?L?1?H0??4351?1?0.0157?kg新鲜空气h?4419kg新鲜空气h

（2）预热器的加热量

QP?L?I1?I0??4351?163.8?66?kJh?425528kJh?118.2kW

X1*?Y10.0331??9.594?10?4 m34.5 X1?0.76X1*?0.76?9.594?10?4?7.291?10?4 惰性气体的流量为

2.解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得

RxR?1?0.75及DR?1?0.238 解得 R = 3，xD = 0.952

（2）进料热状况参数及原料液组成 由于

qq?1??3及xF1?q?2 解得 q = 0.75（气液混合进料），xF = 0.5 （3）

q?Aqn,FxF0.94?50?0.5n,D?x?0.952kmol/h?24.68kmol/h D

q?q?24.68?kmol/h?25.32kmol/h

n,Wn,F?qn,D??50 （4）塔顶全凝器 y1?xD?0.952

xy10.951?y1?y??0.9048

1??(1)0.95?2?0.05 y2?0.75?0.905?0.238?0.917

x0.917

2?0.91?72?(10.?90.

178)4 7

3.解：Y1

1?y1?y?0.0320.032?0.0331 11? Y2?Y1?1??A??0.03?3?1?1?0.?980. 000662本试卷共10页第9页 qn,V?45??1?0.032?kmolh?43.56kmolh

水的用量为

qqn,V?Y1?Y2?43.56??0.0331?0.000662?n,L?X1?X?27.291?10?4?0kmolh?1.938?103kmolhqm,L?1.938?103?18kgh?3.488?104kgh

求填料层高度 Hn,V56/3600OG?qK0.056?20.785?0.82m?0.42m9

Ya??43. ?Y1?Y1?Y1*?0.0331?34.5?7.291?10?4?0.00795 ?Y2?Y2?Y2*?0.000662?34.5?0?0.000662

?Y?Y1??Y2m?ln?Y?0.00795?0.000662?0.00293 1?Yln0.0079520.000662 NY1?Y20.0331?0.000662OG??Y?.00293?11.07 m0 Z?NOGHOG?11.07?0.429m?4.749m 本试卷共10页第10页

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