化工原理期末考试试卷及答案B

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《化工原理》期末试卷B卷

课程归属部门：化学与化工学院

题号 一 二 三 四 总分 得分

得分 评卷人

一、填空（每题1分，共30分）

1.萃取操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。

2.吸收操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。

3.物料的干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和 阶段，恒速干燥阶段，物料表面温度等于 ，主要干燥的水份为 。

4.在一定条件下，当某气体与所接触液体达到相平衡状态时，若将系统温度降低，系统将进行_________过程。

5．某精馏塔，进料状态参数q等于0.8时，则进料为 ____ _，进料为含苯0.4的苯-甲苯溶液，则进料状态方程为： 。

6.板式塔的负荷性能图中包括_____线，最左边的线为： 。 7.溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为 ，曲线外为 ，萃取操作只能在 进行。

8.在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对湿度为60%，当加热到373K时，该空气下列状态参数将如何变化？湿度H ，相对湿度φ ，湿球温度

本试卷共8页第1页 tw ， 露点td ，焓I 。（升高，降低，不变，不确定） 9.塔顶冷凝器的作用： ，塔底再沸器的作用： 。

10.吸收速率方程中，KY是以 为推动力的 吸收系数，其单位是 。 11.增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。 12.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yn = ，yn?1= ，xn?1= 。 得分 评卷人

二、判断题（每题1分，共6分）

1. 恒摩尔流假定主要前提是分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。 2.离开精馏塔任意一块理论板的液相泡点温度都小于气相的露点温度。 3.若精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3，这绝不可能。

4.若吸收塔的操作液汽比小于最小液气比，吸收塔将不能操作。 5.在稳定操作中的吸收塔内，任意截面上传质速率NA都相等。

6.萃取操作时，如果选择性系数等于1或无穷大时，就无法用萃取分离。 得分 评卷人

三、选择题（每题1.5分，共24分）

1. 某吸收过程，若溶解度系数H很大,则该过程属 。

A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 不确定

2. 达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率等于50%，则塔内

实际板层数为 。

A.20 B.18 C.16

3. 某气体混合物中，溶质的分压为60 mmHg, 操作压强为760 mmHg，则溶质在气相中的摩

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尔比Y为 。

A.0.079 B. 0.0857 C. 0.092 4.判别以下q值的正确性 。

A.冷液进料: q<1 B. 泡点进料: q=0 C. 汽、液混合进料0

5. 指出“相对湿度，绝热饱和温度，露点温度，湿球温度”中，哪一个参数与空气的温度无关（ ）

（A）相对湿度 （B）绝热饱和温度 （C）露点温度 （D）湿球温度 6.若是干燥同一物料，当物料的临界含水量较早出现时，则干燥所需的时间_________。 A. 延长

B.不变

C.缩短

7. 空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td，当空气相对湿度ф=98%时，则（ ）。

A t=tw=td B ttw>td 8. 物料的平衡水份一定是____________。

A. 非结合水份； B. 自由水份； C. 结合水份； 9. 单向扩散中飘流因子 。

A >1 B <1 C =1 D 不一定 10. 在下列哪些线上露点温度相等。（ ）

（A） 等相对湿度线 （B）等热焓线 （C）等湿度线 （D）绝热冷却线。 11. 推动力（x*-x）与吸收系数（ ）相对应。

A.kL B .Kx C KX D. KL

12. 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（ ）。

A.水吸收氨 B .水吸收硫化氢 C 水吸收氢 D. 水吸收氧

13. 在吸收操作中，一气相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为（ ）

A. Y*-Y B . Y- Y* C Yi-Y D Y-Yi

本试卷共8页第3页 14.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M位于 。

A.溶解度曲线上方去 B .两相区 C 溶解度曲线上 D 任何位置均可

15.常压下，苯的沸点80.1℃，环己烷的沸点80.73℃，欲使该两组份溶液得到高纯度分离，宜采用的分离方法是 。

A.恒沸精馏 B .萃取精馏 C 普通精馏 D 不确定

16. 对低浓度吸收物系，若总压减小，则：

（A）m↑H↑ (B)m, E均不变 （C）E，H均不变 （D）m↑E↑ 得分 评卷人 四、计算题（共40分）

1.（12分） 干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到

80 ℃后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为35℃，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，

试求（1）1 m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1 m3原湿空气在干燥器中 获得的水分量。（3）2 m3原湿空气在预热器中的加热量。

?H??0.772?1.244H??273?t0273 2（14分）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。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）两操作线交点的坐标值xq及yq；（4）提馏段操作线方程。

3.（14分）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，二氧化硫的体积分数为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0.0562 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%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。新

乡学院2012 -2013学年第一学期期末考试

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《化工原理》试题标准或参考答案及评分标准（B卷）

一、 填空（每题1分，共30分）

本题主要考查学生对基本理论掌握程度和分析问题的能力。 评分标准：

1．所填答案与标准答案相同，每空给1分；填错或不填给0分。

2．所填答案是同一问题（概念、术语）的不同描述方法，视为正确，给1分。 答案

1. 溶解度，均相液体混合物。 2. 气体混合物，组分的溶解度不同。 3. 降速，空气的湿球温度，非结合水。 4. 解析。

5. 冷进料，y=-4x+2 6. 5，液体负荷下限线。 7. 两相区、单相区、两相区。 8. 不变，减小、升高、不变、升高。 9. 液相回流，气相回流。 10. Y-Y*

，气相总、kmol/m2

h?

11. 增大、增大

12. 0.4615、0.3、0.1765 13. 稀溶液的气液平衡。 14. 2，

15. 泡点线，露点线。

二、判断题（每题1分，共6分）

所填答案与标准答案相同，每空给2分；选错或不选给0分。 1. 错 2. 错 3. 对 4. 错

本试卷共8页第5页 5. 错 6. 错

三、选择题（每题1.5分，共24分）

评分标准：所填答案与标准答案相同，每空给1.5分；填错或不填给0分 1-5 ABBCC 6-10 ADBAC 11-16 CABBC

四、计算题（每题42分）

1. 解：（解：（1）1 m3原湿空气在预热器中焓的变化

当t0?20℃、H0?0.009kg/kg绝干气时，计算I0?43kJ/kg绝干气。 当t1?80℃、H1?H0?0.009kg/kg绝干气时，计算I1?104kJ/kg绝干气。 故1 kg绝干空气在预热器中焓的变化为

?I?I1?I0??104?43?kJkg绝干气?61kJkg绝干气 原湿空气的比体积

?273?t01.013?105 H??0.772?1.244H??273?P ??0.772?1.244?0.009??273?20 273m3湿空气kg绝干气 ?0.84m3湿空气kg绝干气 故1 m3原湿空气焓的变化为

?I??610.84kJm3湿空气?72.6kJm3湿空气 H （2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分

由t2?35℃、I2?I1?104kg/kg绝干气求出空气离开干燥器时的湿度H2?0.027kg/kg绝干气。故1 m3原空气获得的水分量为

H2?H10.027?0.009??0.84kJm3原湿空气?0.0214kJm3原湿空气

H （3）

Qp?L(I1?I0)?72.6?2?145.2KJ

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2.解：（1）解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得

qn,V?45??1?0.032?kmolh?43.56kmolh水的用量为

xDR?0.238 ?0.75及

R?1R?1解得 R = 3，xD = 0.952

（2）进料热状况参数及原料液组成 由于

qn,L?xq??3及F?2 qm,L43.56??0.0331?0.000662?kmolh?1.938?103kmolh?4X1?X27.291?10?0 34?1.938?10?18kgh?3.488?10kgh?qn,V?Y1?Y2?

求填料层高度 q?11?q解得 q = 0.75（气液混合进料），x F = 0.5

（3）两操作线交点的坐标值xq及yq 联立操作线及q线两方程，即

y?0.75x?0.238 y?2?3x 解得 xq = 0.4699及yq = 0.5903

（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为

y??qn,L?Wqx??qn,n,V?qxW

n,V? 式中有关参数计算如下

?qx0.94?50?0. qn,FFx?5n,D?Akmol/h?24.68kmol/hD0.952

q

n,W?qn,F?qn,D??50?24.68?kmol/h?25.32kmol/h

x?1??A?qn,FxF?0.94??50?0.5W?q??125.32?0.0592

n,Wqn,L??Rqn,D?qqn,F??3?24.68?0.75?50?kmol/h?111.54kmol/h

qn,V??qn,L??qn,W??111.54?25.32?kmol/h?86.22kmol/h

则 y??111.5486.22x??25.3286.22?0.0592?1.294x?0.01739 3. 解：解：Y?y10.03211?y??0.0331

11?0.032 Y2?Y1?1??A??0.0331??1?0.98??0.000662 X11*?Y?0.0331?9.594?10?4m34.5 X1?0.76X1*?0.76?9.594?10?4?7.291?10?4 惰性气体的流量为

本试卷共8页第7页 Hn,VOG?qK?43.56/36000.0562?0.785?0.82m?0.429m Ya? ?Y1?Y1?Y1*?0.0331?34.5?7.291?10?4?0.00795 ?Y2?Y2?Y2*?0.000662?34.5?0?0.000662 ?Y1??Y2?0.00795?0.000662m??Y?0.00293 ln?Y1?Yln0.0079520.000662 NY1?Y20.0331OG??Y??0.000662?11.07 m0.00293 Z?NOGHOG?11.07?0.429m?4.749m

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