《化工原理II》填空试题

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1、石油大学化工学院化工原理下册题库一、 填空题：1、 在描述传质的费克定律中，扩散通量J与浓度梯度或压力梯度 成正比，其比例系数称为扩散 系数，表示 传质阻力 的倒数。分子扩散是凭借流体 分子热运动 来传递物质的，而涡流扩散是凭借 流体质点的湍动和漩涡 来传递物质的。2、单向扩散速率与等分子反向扩散速率相比多了一个漂流因子，在低浓度气体中该因数 B ，在高浓度气体中该因数 A A :大于1.0 B：约等于1.0 C : 小于1.0 D：约等于0.0，说明 总体流动 对传质速率的影响较大。3、当流体呈湍流流动时，物质的传递是 分子 扩散和 涡流扩散共同作用的结果， 这时的物质传递过程称为对流传质过

2、程。4、分子扩散中主体流动产生的原因是 组分A可以通过相界面 组分B为停滞组分， 组分A单向扩散通过相界面后，在界面附近出现空位，使得界面压力低于主体压 力，其他分子前来补充，造成主体向界面的流动 ，在主体流动的存在下，扩散 速率会发生什么变化 增大增大、减小、不变，在什么情况下可不考虑主体 流动的影响 溶质 A 浓度较低 。5、某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中的易溶组分，入塔混合气浓度为0.04，出塔混合气浓度为0.02，操作液气比L/V=2(L/V)min，气液相平衡关系为ye=2x， 该吸收塔完成别离任务所需的理论板数N为1。解：L/V=2(L/V)min，(L/V)min=(yb-y

3、a)/(xbe-xa)= (yb-ya)/(yb/m)=(0.04-0.02)/(0.04/0.02)=1 ， L/V=2=m操作线与相平衡线平行，S=1 ，xa=0 ， ym=ya=0.02 ，N=NOG=(yb-ya)/ ym=(0.04-0.02)/0.02=16、某逆流解吸塔，假设气液入口组成与温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成Ya将 增大 ，液体出口组成xb将_减 小 ，溶质解吸率将 增大 。解：yb、xa、L/V、h不变，减小，N 上升,OGOG故ya上升，xb下降， =(xa-xb)/xa增大。也可图解，V减小，传质推动力减 小，操作线上移。7

4、、气相中物质的扩散系数随温度的升高而 增大，随压力的升高而 减小 ；液相中物质的扩散系数随粘度的增加而 减小 增大、减小、不变&常压 25C下 气相溶质A的分压为0.054 atm的混合汽体与溶质A浓度为0.0018mol/l 的水溶液接触，如果在该工作条件下，体系符合亨利定律，亨利系数 E=0.15xl04atm，Q”“a 1000kg/m3，问溶质 A 的传质方向是 16A：吸收H2OB :平衡C :解吸D :无法判断8、 某气体吸收过程，符合亨利定律，相平衡常数 m=1，气膜吸收系数kY=1x10- 4kmol/(m2s)，液膜吸收系数k的值为k值的100倍，试判断这一吸收过程为XY16

5、气膜、液膜、双膜控制过程，该气体为 17易溶气体、难 溶气体，气相总传质系数为 18。9、双组分混合物中，组分A的扩散系数除了与系统的物质属性有关外，还随温 度 、 压力 与 混合物中组分A的浓度 的不同而变化，对于气体中的扩散， 浓度 的影响可以忽略。当系统总浓度增加时，扩散系数将 减少当系统中组分B的分子量增加时，扩散系数将减少 增加、减少、不变、不定。10、双组分理想气体进展单向扩散，如维持气相各局部P不变 哪么在下述情况下，A气相中的传质通量N将如何变化，A :总压增加，N 减少 增加、减少、AA不变，B：温度增加，N 增加 增加、减少、不变，C：气相中惰性组分A的摩尔分率减少，那么N

6、 增加 增加、减少、不变。A11、扩散通量式J =-D(dC/dz)=-A :可以用于多组分系统、B :AA只能用于双组分系统、C :只能用于稀溶液、D :只能用于理想气体、E：只能用于液相、F :可以同时用于液相或气相系统多项选择12、所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可 知，它们的溶解度次序为C B A由大到小，在吸收过程中，温 度与汽液流量不变，压力增大，可使相平衡常数 减小 ，传质推 动力增大增大、减小、不变。13、三传类比是指 动量传递 、热量传递、和 质量传递 之间的类比。14、 吸收操作中对吸收剂主要要求包括：选择性好 、溶解度高、 可循环使用、挥发性小。

7、至少写出四种15、在一个逆流操作的吸收塔中，某截面上的气相浓度为y摩尔分率，下同，液 相浓度为x，在一定温度下，气液相平衡关系为ye=mx，气相传质系数为ky，液 相传质系数为kx，那么该截面上的气相传质总推动力可表示为 y-mx ，气相传质总阻力可表示为 l/Kv=l/kv+m/kx；如果降低吸收剂的温度，使相平衡关系变为ye=m x，假设该截面上的两相浓度与单相传质系数保持不变，那么传 质总推动力 增大 ，传质总阻力中气相传质阻力 不变 ，液相传质阻力_减 小_，传质速率增大 。16、某二元精馏塔，在塔顶第一块板上的液体中装有温度计，假设板上的液体与上方气体处于平衡状态，如果保持操作压力不

8、变，塔内混入一定量的惰性气体，那 么温度计读数降低，物系的相对挥发度 增大 。如果现有的精馏塔塔顶产品不合格，如何调节精馏塔操作，使产品合格，请列出三种方案：增大回流比， 降低回流液温度，降低操作压力。17、对流传质是 分子扩散和 涡流扩散共同作用的结果，对流传质与对流传热有 相似之处， 增强流体的湍动程度和 增大相接触面积有利于强化对流传质。18、吸收过程为气膜控制气相阻力控制时，C.与C接近，还是P与P.接近？（C.i L G i i与CL接近）。19、对接近常压的低浓度溶质的汽液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E不变， 相平衡常数m变小，溶解度系数H不变。20、 在传质理论中有代表性的三

9、个模型分别为膜 、 溶质渗透 和 外表更 新 ，对吸收的理论分析，当前仍采用 膜 模型作为根底。21、双膜理论的主要内容是:1气液相间存在稳定的相界面，界面两侧各有一层 有效层流膜，溶质以分子扩散方式通过双膜；2界面上气液两相呈平衡；3 传质阻力集中在层流膜内，界面上无阻力。22、总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K=1/k+H/k，其中1/k表LLGL示液膜阻力，当气膜阻力H/k项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。23、对于低浓度溶质A的气体的物理吸收达到平衡时，其自由度可视为 。即在 温度 、 压力 、 气相溶质浓度、 液相溶质浓度四个变量中，有3 个自变量。24、一般而言，

10、两组分A、B的等摩尔相互扩散表达在 二元蒸馏 单元操作中，而 A在B中单向扩散表达在吸收单元操作中。25、亨利定律的表达式之一为P =Ex，假设某气体在水中的E值很大，说明该气体为 难 溶气体，该气体的解吸过程是受_ 膜控制的传质过程；气体吸收过 程的逆过程是 解吸过程，前者的操作温度一般较后者 低，而压力较后者 高高、低、相等。26、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时， D A回 收率最高；B吸收推动力最大；C操作最为经济；D填料层高度趋向无穷 大。增加吸收剂用量，操作线的斜率 增大 增大、减小、不变，那么操作 线向 远离 平衡线的方向偏移，吸收过程推动力y-ye 增大 增大

11、、减 小、不变。27、低浓气体吸收中，平衡关系 y=2x，k =0.2kmol/m3.s 5k =2xl0-4kmol/m3.s，AAxaya气膜；B液膜；C气、液双膜控制的总传质系数近似为K =2xl04kmol/m3.s。ya28、某逆流操作的吸收塔底排出液中溶质的摩尔分率x=2x10-4，进塔气体中溶质的 摩尔分率为y=0.025，操作压力为101.3kPa，汽液平衡关系为ye=50x，现将操作 压力由101.3kPa增至202.6kPa，求塔底推动力(y-ye)增至原来的 4/3 倍， (x-X)增至原来的 8/3 倍。ey-ye=0.025-0.01=0.015P=101.3kPa：

12、 ye=50x=50*2*10-4=0.01xe=y/50=0.025/50=0.0005xe-x=0.0005-2*10-4=3*10-4P=202.6kPa： ye=25x=25*2*10-4= 0.005 y-ye=0.025-0.005=0.02 xe=y/25=0.025/25=0.001xe-x=0.001-2*10-4=8*10-4(y-ye)/(y-ye)=0.02/0.015=4/3=1.33 (xe-x)/(xe-x)=8/3=2.6729、将含CO2 20%、惰性气体80%体积分率的混合气，在体积为2m3的密闭容器中，与lm3的清水在25C下长期充分接触。假设刚开始接触时

13、混合气的压力P为101.3kPa，亨利系数E=1.66x105kPa，pH2O=997kg/m3，问刚开始接触时的总传质推 动力为20.26以分压差表示，kPa，CO2在水中的最终浓度为3.7(mol/m3)。(1) P-Pe=l0l.3*0.2-0=20.26kPaG(2) Pe=Ex Py-nRT/VG=En/(n+pH2OV/Ms)(l0l.3*0.2-n*8.3l4*298/l)=l.66*l05*n/(997*l/l8) n=0.0037molCCO2=n/VL=3.7/l=3.7mol/m330、吸收因子A表征 相平衡 线和 操作 线斜率的比值，而解吸因子与A 呈倒数关系。31、

14、氧气解吸是一个膜控制的传质过程，该过程的传质速率主要受液 膜控制。32、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，那么塔的H将 不OG变_，Nog将增大增大、减小、不变。33、气膜控制的系统，气体流量越大，那么气相总传质系数Ky增大，气相总传质单 元高度H”略微增大增大、减小、不变。OG34、逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数Ax=0.2所 以 进 展 吸 收 过 程 AAAAy=y-ye=y-mx=0.15-(1.2/2)*0.2=0.03AAAx=xe-x=y*/m-x*=0.15/(1.2/2)-0.2=0.05 因为 T 升高，气体溶解度减小，m 增大，AAye =mx，ye增大

15、， y=y-ye，所以传质推动力Ay减小；P升高，m=E/P减小， y=mxe，xe增大，所以传质推动力Ax增大。44、 在一填料层高度为h的塔内进展低浓度气体吸收，N和分别为气相传质单元G OG数和气相总传质单元数，在稳定操作下，N , 1 ； (2)泡点进料q = 1 ； (3)汽液相混合进料0q1 ； (4)饱和蒸汽进料q = 0； (5)过热蒸汽进料q1时，NN ，OG OG OGN亠。74、精馆操作的依据是 利用均相液体混合物中各组分饱和蒸汽压或挥发度的差异使其别离。实现精馆操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升汽体 75、 二元溶液连续精馆计算中，进料热状态的变化将引起B

16、线的变化，A : 相平衡线，B :操作线与q线，C：相平衡线与操作线，D :相平衡线与q线76、在常压下，苯的沸点为80.1C，环己烷的沸点为80.73C，为使这两组分的混 合液能得到别离，采用C方法最有效。A :恒沸精镭，B :普通精镭，C :萃取 精镭，D :水蒸汽直接加热精镭77、确定下述物理量沿着连续精镭塔自上而下的变化趋势，塔内压力增大,温度壇 大增大、减少、不变、不确定。78、精镭操作时，假设F、D、xf、q、进料位置、回流比R都不变，而将塔顶泡点 回流改为冷回流，那么塔顶产品组成xD将 增大 增大、减小、不变。79、当原料组成、料液量、压力和最终温度都一样时，用简单蒸馏和平衡蒸馏

17、闪蒸的方法对二元理想溶液进展别离，其结果是：得到的镭出物浓度x_x，恂卑平衡得到的残液浓度x简单二x平衡，得到的镭出物总量D简单D平衡、=80、连续精馆过程的进料热状态有 5 种，q=l.l，那么加料中液体量与总加料量之比是1 : 1 。用图解法求理论板时，其结果与F、XF、xD、xw、q、R、操 作压力P等参数中的P 无关。81、 恒沸精镭与萃取精镭的共同点是：；主要区别是：(1)恒沸精镭添加剂必须与被别离组份形成新的恒沸物，萃取精镭中要求萃取剂较原料中组份的沸点高得多。（2）恒沸精馏添加剂被汽化由塔顶蒸出，经济性不与萃取精馏。82、某精馏塔在操作时，加热状态由饱和液体进料改为过冷进料，且保

18、持F、x、R、FD不变，那么此时x增大 ；x减小 ；L/V不变 增大、减小或D W 不变83、 精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为液相泡点温度为t2,塔底某理论板 上气相露点温度为t3，液相泡点温度为t4，试按温度上下用、二符号排列如 下：t = t t = t。下t3-2184、精馏塔中第n-1，n，n+1块实际板由上至下的板效率小于1。与yn相平衡 的液相浓度为x*那么x* nn nn+1n+1n+1 yn+1，ynxn-1。85、别离要求一定，当回流比一定时，在五种进料状况中， 过冷液 进料的q 值最大，其温度 低于 泡点温度，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离 最远 ，别离所需的总理

19、论板数 最少 。86、与 全回流相对应的理论板数最少。87、某连续精馏塔，塔顶采用全凝器，塔底采用再沸器，完成一定别离任务需要 N 快理论板，如果在一样的操作条件下，塔顶改用分凝器，塔底采用直接蒸汽加 热，那么完成同样的别离任务需要N-1块理论板。88、某二元理想溶液精馏塔，进料为两相，假设保持F、x、x、Xw不变，那么随着FDW进料中液相分率的增加，最小回流比 减小，如果保持回流比不变，那么完成 同样的别离任务所需理论板数 减小，塔顶冷凝器热负荷 不变，塔釜热负荷增加89、萃取过程是别离液相混合物的常见单元操作，因为萃取相和萃余相都是均相混 合物，所以要想得到最终产品，还需要用蒸馏等方法对萃

20、取相和萃余相进一步 别离，因此完整的萃取过程比蒸馏过程更为复杂。那么，请简述一下在什么情 况下采用萃取操作比直接蒸馏更适合：1液体混合物中需要别离的各组分的沸点很接近，即相对挥发度趋近于1或形成恒沸物，如果采用一般的蒸馏过程别离，需要的理论板数很多，设备费用很高，或必须采用大回流比，或不能达到别离目的，此时可采用萃取蒸馏。2对沸点很高的有机物水溶液，特别是当溶质的浓度很稀时，假设直接蒸馏，要汽化大量的水，能耗过高。3液体混合物中含有热敏性物质如药物等，采用萃取方法可在低温下操作。90、萃取蒸馏是在体系中参加萃取剂来改善体系的 相对挥发度。一般 萃取剂的参加浓度越大，相对挥发度 变化越 大。91

21、、在多级逆流萃取中，欲达到同样的别离程度，溶剂比越大那么所需理论级数越少，操作点A越 靠近S点。当溶剂比为最小值时，理论级数为竺，此时必有一条连结线与操作线重合。92、在B-S局部互溶物系中参加溶质A组份，将使B-S互溶度 增大 ；恰当降低操作温度，B-S的互溶度减少。增大、减少、不变、不确定93、 分配系数 K1表示：萃取相中A组份的浓度 y1, /9 1 B: k 1, /9 1AAC: k1, 31D: k1AA101、萃取蒸馏是在体系中参加 萃取 剂来改善体系的 相对挥发度。一般 萃取 剂的 参加浓度越大，a变化越 越大。102、 进展萃取操作时，以下哪些选项是正确的C； A :分配系

22、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1103、采用多级逆流萃取与单级逆流萃取相比拟，如果溶剂比、萃取相浓度一样，那么多级逆流萃取可使萃取分率 A 。A：增大； B：减少；C：根本不变；D：增大、减少都有可能104、原料液量为100kg，纯萃取剂用量为200kg，在操作X围内萃取剂与稀释剂完全不互溶，萃取物系在操作条件下的平衡关系为Y=1.2XY、X为比质量分率，即A/S和A/B，那么：单级萃取时，萃余相与原料液中溶质的组成之比为；如 将萃取剂分成二等分进展两级错流萃取时，最终萃余相与原料液中溶质的组成比 我为。105、某二元液体混合物AB的量为100kg

23、，含溶质A40%质量分率，下同，物系 的溶解度曲线与平衡连接线的内插辅助线如附图所示，用纯溶剂S对其进展多级 逆流萃取，溶剂量为100kg，萃余相RN中A的组成xAN为0.1，求完成别离任务所需的理论级数2。106、塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有一定高度的液层。当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压力降与空塔气速关系线上存在两个转折点，其中下转折点称为 载点 ，上转折点称为 泛点 。107、筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比拟，一般来说，操作弹性最大的是 浮阀塔 ， 单板压降最低的是 筛板塔 ，造价最低的是 筛板塔 108、某溢流板式塔设备，在操作中，降液管内液层过高，容易发生降液管液泛，

24、如果希望在不改变降液管面积的前提下，对塔内件进展改造，可采取 改用低 压降塔板；或者增大降液管底隙，塔板参加口堰 措施。109、在同样塔径、物系和开孔率等条件下，其中操作弹性最大的是 浮阀塔板 ， 单板压力降最小的是 筛孔塔板，造价最低的是 筛孔塔板 ，无泄漏型塔板 是 泡罩塔板 110、 当填料塔操作气速达到泛点气速时，液体 充满全塔空隙并在塔顶形成 液层，因而压降急剧升高。1 1 1 、在浮阀塔板设计中，哪些因素考虑不周时，那么塔易发生降液管液泛，请举出其中三种情况1 开孔率过小或气速过大 2 板间距小 ；3 降液管截面积过小 112、在塔板的负荷性能图中，气相负荷的上限用雾沫夹带线和降液

25、管液泛 线 表示，气相负荷下限用 泄漏 线表示。某一操作中的F-1型浮阀塔板精馏塔， 在操作条件下，气体密度为10.4kg/m3,该层塔板的阀孔气速为1.0m/s，塔中该 层塔板的操作状态为 B A :正常 B :严重泄漏C :淹塔D：过量雾沫夹带113、塔设备一般包括 板式 塔和 填料 塔两类。114、板式塔的类型有：筛板塔、 浮阀塔 和 泡罩塔 等按鼓泡元件划 分，至少列举三种。115、填料塔是 连续 接触式汽液传质设备，塔内 液相为分散相，汽相为连续相，为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良 好的液相分布装置。116、从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不高的主要原因

26、，可以是 雾 沫夹带过量 、降液管液泛、塔板上液体分布不均。117、板式塔负荷性能图中有5条线，其中代表液相处理量上限的是 降液管液体 停留时间 线、代表液相处理量下限的是 保证液体在塔板上均匀流动的液体负 荷下限线、代表气相处理量上限的是 雾沫夹带过量 线和降液管液泛 线，代表气相处理量下限的是 泄漏 线。118、评价塔板性能的标准是处理能力、塔板效率、操作弹性、塔板压力降、加工和检修的难易程度与制造费用。119、图2是某塔板的负荷性能图，请说明该塔板的结构 存在什么缺点， 降液管面积过小。可以采取 增大降 液管面积、降低塔板压降、增大降液管底隙高度、板上设入口堰等措施，改善该塔板的水力学性能。