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1、 《化工原理 下》期末試卷 專業(yè)班級 化學工程與工藝、環(huán)境工程 學 號 姓 名 開課系室 化學工程系 考試日期 一、填空選擇題（每空1分，共30分） ⒈漂流因子可表示為 ，它反映 。單向擴散中漂流因子 1，等分

2、子反向擴散中漂流因子 1。(>、<、=) ⒉蒸餾的依據(jù)是 ； 吸收的依據(jù)是 。 ⒊氣體吸收時，吸收因數(shù)為A，塔底、塔頂?shù)膫髻|推動力分別為(Δy)b和(Δy)a，則：A=1時，(Δy)a (Δy)b ；A>1時，(Δy)a (Δy)b 。(>、<、=) ⒋當氣體溶解度很大時，吸收過程受

3、膜控制，此時傳質阻力大部分集中在 相中，此時可以認為氣相總傳質系數(shù)KG kG（ 填 > ，< 或 = ）。 ⒌恒摩爾流假定的內容包括 ， ；其成立的條件是 　 、 、 。 ⒍完成某分離任務需理論板數(shù)為N = 7（包括再沸器），若ET = 50%，則塔內需實際板數(shù)為 層。 ⒎某兩組分物系的精餾過程，其相對揮發(fā)度α＝3，對第n、n-1兩層理論板，在全回流條件下，已知xn＝0.3，則yn-1＝

4、 。 ⒏萃取操作選擇萃取劑的原則為： ； ； （寫出三條）。 ⒐一塊完整的塔盤可以分為 、 、 、安定區(qū)和無效區(qū)五個區(qū)域。 ⒑寫出三種常見的填料名稱 、 和 。 ⒒塔板負荷性能圖由五條線組成，分別是：氣相負荷上限線、 、過量漏液線、 　 線和 線。 二、問答題（每題5分，共15分） ⒈操作中的精餾塔，保持F、xF、q、D不

5、變，而使V’減小，此時塔頂產(chǎn)品濃度xD、塔底產(chǎn)品濃度xW將如何變化？試作定性分析。 ⒉萃取中分配系數(shù)k及選擇性系數(shù)β的定義是什么？ k=1及β=1兩種情況下萃取操作能否進行？ ⒊在板式塔中若減少塔板的開孔率，分析說明塔板負荷性能圖中漏液線如何移動？ 三、計算題（共55分）： ⒈（20分）某逆流吸收塔，用純溶劑吸收混合氣體中的可溶組分。氣體入塔濃度為0.01（摩爾分率，下同），回收率為0.9。平衡關系為Y = 2X，且知L/V = 1.2 (L/V)min，氣相傳質單元高度HOG = 0.9m。 試求：⑴操作液氣比L/V；（7分） ⑵所需塔的填料層高度Z，m；（7分） ⑶若該

6、塔操作時，因解吸不良導致入塔溶劑組成xa’ = 0.0005，其他入塔條件不變，則回收率又為多少？（6分） ⒉（20分）在一連續(xù)精餾塔中分離某理想二元混合物，已知原料液進料量為100kmol/h，輕組分含量為0.5(摩爾分率，下同)，泡點進料，塔頂餾出液量為50 kmol/h，要求塔頂產(chǎn)品中含輕組分0.96，已知物系的相對揮發(fā)度為2.1，操作回流比是最小回流比的1.5倍，塔頂為全凝器，泡點回流，恒摩爾流假定成立。 試求：⑴塔釜殘液組成；（3分） ⑵最小回流比Rmin；（5分） ⑶離開第二塊塔板的氣相組成x2；（7分） ⑷若經(jīng)過精餾段第n塊實際板的液相組成變化（）為 0.01，求經(jīng)過該

7、板的氣相組成的最大變化量。已知每層塔板的氣相默弗里板效率為0.5。（5分） ⒊（15分）用純萃取劑S對100kg溶質A含量為0.5(質量分率，下同)的AB二元混合液進行單級萃取，體系的溶解度曲線及輔助曲線如圖所示，若要求萃余相中溶質A的含量為0.1，試求：⑴萃取劑用量及萃取液、萃余液組成；（8分） ⑵若要使萃取液中溶質A的含量最高，試確定所需溶劑S的用量。（7分） 《化工原理 下》期末試題答案 專業(yè)班級 化學工程與工藝、環(huán)境工程 開課系室 化學工程系 考試日期

8、 一、填空選擇題（每空1分，共30分） ⒈__P/PBm___， _總體流動對傳質速率的影響__，__>__1， __=__1 ⒉ 依據(jù)液體混合物中各組分沸點/蒸氣壓/揮發(fā)性的差異而將各組分分離開來； 依照氣體混合物中各組分在溶劑中的溶解度不同而將各組分分離開來 。 ⒊，(Δy)a _＝__(Δy)b ； (Δy)a 　<__(Δy)b ⒋ 氣　 膜控制， 氣 相中， KG ＝ kG ⒌ 恒摩爾溢流 ， 恒摩爾汽化 ； 各組分的摩爾汽化潛熱相等 、 各組分由于溫度不同而交換的顯熱可以忽略 、 熱損失忽略不計

9、 ⒍　12　層 ⒎yn-1＝　0.794 　 ⒏ 選擇性系數(shù)β比較大 ； 易于與被萃取物分離 ； 易于尋找，價格便宜 ⒐ 受液區(qū) 、 鼓泡區(qū) 、 溢流區(qū) ⒑　拉西環(huán) 、 鮑爾環(huán) 和 柵板填料 ⒒ 液泛 線、　液相負荷上限　線和　液相負荷下限　線 二、問答題（共15分）： ⒈答：由V’= (R+1)D + (q-1)F可知，其他條件不變，當V’減小時，則回流比R減小，于是精餾段操作線斜率減小，及精餾段操作線將靠近平衡線，使精餾段分離能力下降，而板數(shù)一定，故xD將下降；而由全塔物平：FxF =DxD +WxW，可知，其他條件不變，若xD減小，則xW增大。 ⒉

10、答：分配系數(shù)k：一定溫度下，溶質組分A在平衡的E相與R相中的組成之比，即：kA = yA/xa； 選擇性系數(shù)β： k = 1時萃取操作可以進行，而β=1使萃取操作不能進行。 ⒊答：若減少開孔率，漏液線將向下移動。 三、計算題（共55分） ⒈（20分） 解：⑴已知則： （1分） 由 （2分） （3分） （1分） ⑵

11、 （2分） （3分） （2分） ⑶若，則 （1分） 此時S不變，HOG不變、Z不變，則NOG不變，所以不變，即： （2分） 解得：， （3分） ⒉（20分） 解：已知： ⑴由物料平衡得： （2分）

12、 （1分） ⑵，， （3分） （2分） ⑶ （1分） 精餾段操作線方程： （2分） 全凝器：， （2分） （2分） ⑷若，則 由操作線方程： 則：

13、 (2分) 由 （2分） 則： （1分） ⒊（15分） ⑴（4分） ， （4分） ⑵ （7分） 《化工原理 下》期末試卷 專業(yè)班級 化學工程與工藝、環(huán)境工程 學 號 姓 名 開課

14、系室 化學工程系 考試日期 一、填空題（每空1分，共25分） 1、分子擴散可分為　 　和　 　兩種方式。在傳質過程中，理想物系的液體精餾過程屬于　 　擴散。 2、氣體吸收是利用氣體混合物中各組分　 　的差異而實現(xiàn)對氣體混合物的分離，精餾則是利用均相液體混合物中各組分　 　的差異使各組分得以分離，萃取是依據(jù)各組分在所選擇的溶劑中　 　的差異來分離液體混合物的。 3、 吸收過程中溫

15、度升高，氣體的溶解度　 　，亨利系數(shù)　 　，相平衡常數(shù)　 　。 4、 吸收過程的氣膜控制是指　 　。 5、由A、B兩組分組成的理想溶液,在45℃下組分的飽和蒸汽壓分別是pA。＝60kPa， pB。＝30kPa，其相對揮發(fā)度為　 　　。 6、 全回流操作時操作線與y-x圖對角線 ，回流比R= 。正常操作時的適宜回流比一般為最小回流比的 倍。 7、 間歇精餾的操作主要分為兩類：　 　的操作和　

16、 　的操作。 8、 某泡點進料的連續(xù)精餾塔，已知其精餾段操作線方程為y=0.80x+0.172，提餾段操作線方程為y=1.2x-0.017，則回流比R=_ _，餾出液組成xD =_ _，釜液組成xW =__ __。 9、萃取操作中分配系數(shù)的含義是　 　。萃取劑的選擇性系數(shù)β的含義為　 　 。 10、三解形相圖中臨界混溶點是指　 。

17、11、塔板上常見的幾種流體流型有：　 　、　 　和　 。 二、簡答題（每題5分，共20分） 1、 某填料吸收塔，逆流操作，用清水吸收混合氣中A組分，若L、V、T、P均不變，進口氣體的yb增加，問NOG、xb、和ya如何變化，并說明理由。 2、 簡述恒摩爾流假定的內容及其成立條件。 3、 對一給定的精餾塔，當其回流比小于最小回流比時會出現(xiàn)什么后果？為什么？ 4、 畫出塔板負荷性能圖并標明各線的名稱 三、計算題(共55分) 1．（20分）用清水在逆流填料塔中吸收某混合氣體中的溶質A，塔徑為1.5m。原料氣流量為267.9kmol/

18、h，原料氣中溶質A的體積分率為0.08。已知操作條件下氣液平衡關系為Y=1.8X，氣相總體積體積傳質系數(shù)KYa=5.07×10-2kmol/(m3·s)。若吸收劑用量為最小用量的1.6倍，現(xiàn)要求溶質回收率為90%。 求：⑴出塔氣體中溶質A的摩爾比；（5分） ⑵吸收劑用量；（5分） ⑶填料層高度。（10分） 2、（20分）用一連續(xù)精餾塔分離由A（輕組分）、B組成的二元理想溶液，已知原料液中A組分占0.44（摩爾分率），泡點進料，全塔平均相對揮發(fā)度為2.5，恒摩爾流假定成立，該塔兩段操作線方程為： y＝1.48x—0.0096 ①

19、 y＝0.6x＋0.38 ② 試求：⑴哪一個是精餾段操作線方程？（2分） ⑵塔頂、塔底產(chǎn)品中A、B兩組分的摩爾分率；（5分） ⑶塔頂、塔底產(chǎn)品量的摩爾比；（5分） ⑷操作回流比為最小回流比的多少倍？（8分） 3、（15分）用一單級接觸式萃取器，以三氯乙烷為萃取劑，從丙酮-水溶液中萃取出丙酮。其相平衡關系如圖所示。若原料液的質量為100kg，其中含丙酮45kg，萃取后所得萃余相中丙酮含量為10%(質量分數(shù))。 試求：⑴所需萃取劑(三氯乙烷)的質量；（7分） ⑵所得萃取相的質量及其含丙酮的質量分數(shù)。（8分） 《化工原理 下》期末試題答

20、案 專業(yè)班級 化學工程與工藝、環(huán)境工程 開課系室 化學工程系 考試日期 一、填空題（每空1分，共25分） 1、 　等分子反向擴散　和　單向擴散　，　等分子反向　擴散 2、 　在某種溶劑中溶解度　，　飽和蒸氣壓　，　溶解度　 3、 　降低　，　增大　，　增大　 4、 　氣相傳質分阻力控制著整個吸收過程的傳質速率　 5、 　2　　 6、 　重合 ，回流比R= ∞ ，1.1~2.0 倍 7、 　恒回流比　操作和　恒塔頂產(chǎn)品組

21、成　的操作 8、 R=__4__, xD =__0.86__, xW =__0.085____ 9、　溶質在互成平衡的萃取相與萃余相中的含量之比　，　萃取相中溶質與稀釋劑的組成之比同萃余相中溶質與稀釋劑的組成之比的比值　() 10、　兩共軛相組成無限接近的點（或平衡連接線無限短的點） 11、　單溢流（直徑流向）　、　雙溢流（分離流向）　和　回轉流動（U型流動） 二、簡答題（每題5分，共20分） 1、答：吸收塔中進口氣體濃度增加，傳質單元數(shù)不變、吸收液出口濃度增加，尾氣出口濃度變大。 2、答：內容：恒摩爾流溢流和恒摩爾流氣化。 其成立的條件是：各組分的摩爾汽化潛熱相等

22、、各組分由于溫度不同而交換的顯熱可以忽略、熱損失忽略不計。 3、答：塔頂產(chǎn)品的組成不能達到分離要求。原因是最小回流比是能達到分離要求的最低回流量，而回流比的降低將使分離難度增大，所需的理論塔板數(shù)增加，塔一定理論塔板數(shù)基本一定。 4、答： 1、過量液沫夾帶線　　2、漏液線　　3、液泛線　 4、液體負荷過小線 5、降液管中液體停留時間不足線 三、計算題(共55分) 1．（20分） 解：⑴已知，則： （2分） 由 （3分） ⑵ （3分）

23、 （1分） （1分） ⑶ （2分） （3分） （1分） （2分） （2分） 2、（20分） 解：已知： ⑴②是精餾段操作線方程

24、。 （2分） ⑵塔頂、塔底產(chǎn)品中A、B兩組分的摩爾分率； 精餾段操作線方程： （2分） （3分） ⑶由提餾段的操作線方程可求得塔頂、塔底產(chǎn)品量的摩爾比： （5分） ⑷， （2分）

25、 （2分） （3分） （1分） 3、（15分） 解：⑴作圖可得出所需萃取劑(三氯乙烷)的質量： （7分） ⑵由圖可讀出： （2分） （2分） （2分） （2分）