福建师范大学22春《环境化学》综合作业一答案参考72

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1、福建师范大学22春环境化学综合作业一答案参考1. 求将室温(298K)空气由常压(0.1MPa)压缩至0.6MPa的有效能。假设环境温度为298K。求将室温(298K)空气由常压(0.1MPa)压缩至0.6MPa的有效能。假设环境温度为298K。若假设空气为理想气体，则压力对焓变化无影响，压力对熵变化为 则有效能变化 2. 原子利用率达到100%，则意味着实际生产过程中没有污染问题存在。( )T.对F.错参考答案：F3. 将100kg，90的热水和100kg，20的冷水混合到一起，假定混合在绝热条件下进行，且水的热容为一常数。试求混合过将100kg，90的热水和100kg，20的冷水混合到一起

2、，假定混合在绝热条件下进行，且水的热容为一常数。试求混合过程的总熵变化。通过热量衡算可计算混合后液体的温度t， 100Cp(90-t)=100Cp(t-20) t=55(或328K) 热水的熵变为 冷水的熵变为 总熵变为 AS=AS1+AS2=-42.4+47.2=4.8kJk-1 不同温度的液体相混合，其熵值必然增大。 4. 太阳上，氖核(D2，即轻核)可以聚合为氦核(He4，即重核)，并由于质量亏损而释放出能量，而成为太阳夺目光辉的能源，也是目前地球上热核武器氢弹的能源。( )A.错误B.正确参考答案：B5. 人们把从煤炭开发到利用的全过程中，旨在减少污排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化

3、及污染控制等新技术统称为洁净煤技术。( )A.错误B.正确参考答案：B6. 环境温度为2944K，压力1013kPa，在该环境条件下将流率为600kmol/h的丙烯-丙烷的混合气体，连续分环境温度为2944K，压力1013kPa，在该环境条件下将流率为600kmol/h的丙烯-丙烷的混合气体，连续分离成相同温度、压力下的产品。已知混合气体中含丙烯060(摩尔分数)。分离要求为：(1)产品为纯丙烯和纯丙烷； (2)含丙烯99(摩尔分数)和含丙烷95(摩尔分数)的两个物流。确定所需最小功。正确答案：(1)这两个组分在分子结构上相似,且压力为常压,故进料和产品均可看作理想气体。即此物系可以认为是理想

4、气体的混合物,由-Wmin,T=-RTnFyi,Flnyi,F得,Wmin,T=83142944600(060ln060+040ln040)=988108J/h(2)首先通过物料衡算计算出分离所得两个产品的流率为：含丙烯99(摩尔分数)的产品流率3510kmol/h；含丙烷95(摩尔分数)的产品流率2490kmol/h。=83142944351(099ln099+001ln001)+249(005ln005+095ln095)-600(06ln06+04ln04)=819108J/h可见,分离成非纯产品时所需最小功小于分离成纯产品时所需最小功。7. 下面关于土壤阳离子交换量不正确的是( )。A

5、.阳离子电荷数越高，阳离子交换能力越强B.同价离子中，离子半径越大，阳离子交换能力越强C.pH值越低阳离子交换量越高D.土壤质地越细，阳离子交换量越高参考答案：C8. 有一逆流换热器，利用热氮气加热水使之成为蒸汽。0.1013MPa的饱和液态水(H1=417.5kJkg，S1=1.303kJ(kgK)进有一逆流换热器，利用热氮气加热水使之成为蒸汽。0.1013MPa的饱和液态水(H1=417.5kJ/kg，S1=1.303kJ/(kgK)进入换热器被加热为0.1013MPa，175的过热蒸汽(H2=2825.6kJ/kg，S2=7.665kJ/(kgK)，而流率为1kg/s的热氮气由370被冷

6、却到120。设氮气为理想气体，cp=3.5R。假设每生成1kg蒸汽的热损失为100kJ。试求每秒有多少蒸汽生成?当环境温度为20，压力为0.1013MPa时，过程的熵产和损耗功分别为多少?9. 在相同设备条件下，密度越大，粘度越小的流体越容易形成湍流状态。( )在相同设备条件下，密度越大，粘度越小的流体越容易形成湍流状态。()正确10. 用阶跃法测得某反应器中示踪剂浓度随时间变化关系如下： t/s 0 15 25 35用阶跃法测得某反应器中示踪剂浓度随时间变化关系如下：t/s01525354555657595105c(t)/kgm-300.51.02.04.05.56.57.07.77.7试求

7、：c(t)=7.7以后不变，故c0=7.7kgm-3。 停留时间分布函数F(t)为：$ t/s 0 15 25 35 45 55 65 75 95 105 c(t)/kgm-3 0 0.5 1.0 20. 4.0 5.5 6.5 7.0 7.7 7.7 F(t) 0.065 0.13 0.26 0.52 0.7143 0.8442 0.9091 1 1 F(t) 0.065 0.065 0.13 0.26 0.1943 0.13 0.0649 0.0909 0 1 tF(t) 0.975 1.625 4.55 11.7 10.69 8.44 4.87 8.64 51.5 t2F(t) 14.6

8、25 40.625 159.25 526.5 587.76 548.83 365.06 820.37 3063.02 $ 11. 流量加和法在求得粕后由什么方程来求各级的温度( )。 a热量平衡方程；b相平衡方程；c物料平衡方程；d摩尔流量加和法在求得粕后由什么方程来求各级的温度()。a热量平衡方程；b相平衡方程；c物料平衡方程；d摩尔分数加和式。A12. 氮是形成( )的主要成分。A.蛋白质B.核酸C.糖类D.氨基酸参考答案：ABD13. 吸收过程只有在( )的条件下，才能视为恒摩尔流。吸收过程只有在()的条件下，才能视为恒摩尔流。贫气吸收14. 某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75%(摩

9、尔%，下同)的废丙酮液煤。该精馏塔共装有28层塔板，塔顶采用全凝器，某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75%(摩尔%，下同)的废丙酮液煤。该精馏塔共装有28层塔板，塔顶采用全凝器，泡点回流；塔底采用再沸器间接加热。因在常压下操作，该分离物系可视为二元理想物系，其平均相对挥发度为1.8。现场测得一组数据如下：馏出液中丙酮的含量96%釜残液中的丙酮的含量5%精馏段液相的负荷40kmol/h精馏段气相的负荷60kmol/h提馏段液相的负荷66kmol/h提馏段气相的负荷60kmol/h试根据以上数据核算：(1) 丙酮的回收率；(2) 操作回流比与最小回流比的比值；(3) 该板式塔的总板效率。提示：吉

10、利兰图中的曲线可用下式表示，即Y=0.5458-0.5914X+0.0027/X其中(1) 丙酮回收率D 式中各项计算如下： D=V-L=60-40=20kmol/h W=L-V=66-60=6kmol/h F=D+W=20+6=26kmol/h 又 xD=0.96及xF=0.75 则 (2) 操作回流比R与最小回流比Rmin的比值 R=L/D=40/20=2 由于V=V=60kmol/h，故q=1，而且xq=xF=0.75 (3) 总板效率E 式中NP=28，N的计算如下： Y=0.5458-0.59140.2537+0.0027/0.2537=0.4064 又 解得N=17.23 (4)

11、关闭系统，复原装置并清扫卫生。 15. 化学位是一个热力学函数且属强度性质类。( )化学位是一个热力学函数且属强度性质类。()正确16. 生态工业试图改变经济在开放运行的思路。( )A.错误B.正确参考答案：B17. 温室气体的控制问题包括CO的分离、储存和利用技术，其中的关键是CO分离技术。( )A.错误B.正确参考答案：B18. 换热网络的设计要尽量避免冷、热物流穿过夹点。( )换热网络的设计要尽量避免冷、热物流穿过夹点。()错误19. 冬季时一定流量的冷却水进入换热器的温度为10，离开换热器时的温度为70，可将油从120冷却至60。已知油侧的冬季时一定流量的冷却水进入换热器的温度为10，

12、离开换热器时的温度为70，可将油从120冷却至60。已知油侧的对流给热系数为1000W/(m2)，水侧的对流给热系数为3000W/(m2)。冷、热流体呈逆流流动，其中冷却水走管程。夏季时冷却水的进口温度升至30，热油的流量和进口温度不变，试求冷却水的流量应增加多少。假设流体在换热器内作湍流流动，管壁热阻和污垢热阻可以忽略不计。20. 对于混合物系统，偏离性质中参考态是_。对于混合物系统，偏离性质中参考态是_。与研究态同温、同组成的理想气体混合物。21. 空气中臭氧不会造成污染，还会有利于臭氧层的形成。( )T.对F.错参考答案：F22. 分离作用是由于加入( )而引起的，因为分离过程是( )。

13、分离作用是由于加入()而引起的，因为分离过程是()。分离剂$熵减过程23. 多组分精馏中，关键组分是指( )的组分。多组分精馏中，关键组分是指()的组分。由设计者指定浓度或提出分离要求24. 开发推广洁净煤技术是我国以煤为主的能源生产和消费结构下解决环境问题的一个惟一和必然的选择。( )A.错误B.正确参考答案：B25. 证明vdW方程的对比态形式为。证明vdW方程的对比态形式为。证明 将方程式应用于临界点，并结合临界点的导数条件得 由后两个方程得 代入第一个方程式中得 将这些关系式代入vdW方程中，并经过数学整理后可以得到 即可以写成对比态的形式： 26. 设有甲烷乙烷正戊烷气、液混合物处于

14、相平衡状态，系统温度T=310.91K，p=344.653kPa；液相组成为：x1=0.115，x2=设有甲烷-乙烷-正戊烷气、液混合物处于相平衡状态，系统温度T=310.91K，p=344.653kPa；液相组成为：x1=0.115，x2=0.223，x3=0.662；气相组成为：y1=0.652，y2=0.297，y3=0.051。试用BWR状态方程计算各组成的逸度系数与平衡常数。逸度及平衡常数结果列表如下。 f_iV/y_if_iV/x_iKi甲烷32.98699185.1915.614062乙烷27.1306536.85241.358331正戊烷16.570061.1443380.06

15、906127. 大气中还原态气体(如H2S)主要被_氧化A.O2B.OHC.O3D.高价金属离子参考答案：B28. 真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值，由( )测定读数。真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值，由( )测定读数。答案：真空表29. 岩石的化学风化历程不包括( )。A.氧化B.水解C.酸性水解D.氧化还原参考答案：D30. 热，是一种质量最差的能源，难于储存。( )A.错误B.正确参考答案：B31. 用一定状态的空气(湿球温度为tw，露点为td)干燥某物料。已知物料的临界含水量为20%(湿基)。现将该物料从初始含用一定状态的空气(湿球温度为tw，露点为td)干燥某物料

16、。已知物料的临界含水量为20%(湿基)。现将该物料从初始含水量0.3(干基，下同)干燥至0.23，则此时物料表面温度满足_；若将物料进一步干燥至0.05，则物料表面温度满足_。(A)tw(B)t(C)=tw(D)td(E)td(F)=tdC$A32. 偏心因子的定义是_，其含义是_。偏心因子的定义是_，其含义是_。$。33. 不属于活化二氧化碳方法的有( )A.化学活化B.超声活化法C.光活化D.电活化参考答案：B34. 10含苯0.50(摩尔分数，下同)的苯、甲苯混合液，以蒸气量和液体的千摩尔数之比为2:3的气液混合物进料，已知AB=10含苯0.50(摩尔分数，下同)的苯、甲苯混合液，以蒸气

17、量和液体的千摩尔数之比为2:3的气液混合物进料，已知AB=2.46，xD=0.95。求Rmin。q=3/5=0.6 y=1.5x+1.25 联立方程 求得： 35. “清洁生产”是实施可持续发展战略的最佳模式。( )A.错误B.正确参考答案：B36. 多联产系统是一种能源利用系统，它利用从煤、石油或天然气等化石能源生产的“合成气”(主要成分为CO和氢)进行跨行业、跨部门的联合生产，以获得多种清洁燃料和化学产品(包括城市煤气、氢、甲醇、DME等)同时获得用于外供的热和动力等。( )A.错误B.正确参考答案：B37. 既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展，称为可持续发

18、展。( )A.错误B.正确参考答案：B38. 总能系统的模式有：热电联产、区域发热、燃气蒸汽联合循环发电、生活废物的能源化利用等。( )A.错误B.正确参考答案：B39. DNA和RNA两类核酸分类的主要化学依据是( )A.空间结构不同B.所含碱基不同C.核苷酸之间连接方式不同D.所含戊糖不同E.在细胞存在的部位不同正确答案：D40. 将连接有目的基因DNA的载体导入宿主细胞的常用方法将连接有目的基因DNA的载体导入宿主细胞的常用方法将连接有目的基因DNA的载体导入宿主细胞的常用方法是：转化。以质粒为载体，将携带目的基因的载体DNA导入宿主细胞而使宿主细胞遗传性状发生变化。转染。以噬菌体为载体

19、，用DNA连接酶使噬菌体DNA环化，再通过质粒转化方式导入宿主细胞的方式。转导。通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。注射。用微量注射法把重组DNA导入。41. 若某气体符合理想气体状态方程，则它必定符合Lewis-Randall规则。( )若某气体符合理想气体状态方程，则它必定符合Lewis-Randall规则。()正确42. 在一定温度丁(但TTc)下，纯物质的饱和蒸气压只可以从诸如Antoine等蒸气压方程求得，而不能从已知常数的状态在一定温度丁(但TTc)下，纯物质的饱和蒸气压只可以从诸如Antoine等蒸气压方程求得，而不能从已知常数的状态方程(如P

20、R方程)求出，因为状态方程有三个未知数(p，V，T)，只给定温度T，不可能惟一地确定p和V。错误因为纯物质的饱和蒸气压代表了气液平衡时的压力。由相律知，纯物质气液平衡状态时自由度为1，若已知T，其蒸气压就确定下来了。已知常数的状态方程中，虽然有p，V，T三个变量，但有状态方程和气液平衡准则两个方程，所以就能计算出一定温度下的蒸气压。43. 合理用能的总则是按质用能，按需供能。( )合理用能的总则是按质用能，按需供能。()正确44. 现用一个单效蒸发器来浓缩某水溶液。已知蒸发器的加热面积为20m2，经测定：当加热蒸汽压力(表压)为294.3kPa，冷现用一个单效蒸发器来浓缩某水溶液。已知蒸发器的

21、加热面积为20m2，经测定：当加热蒸汽压力(表压)为294.3kPa，冷凝器的真空度为610mmHg，采用沸点进料，经过72min可得蒸发水分量3.6t，而蒸发器的散热损失为加热蒸汽放出热量的4%，各项温差损失为：=3.8，=2，=1。当地大气压力为101.3kPa。试求：已知饱和水蒸气的性质如下。压力/kPa2030101.3294.3395.6温度/60.166.5100132.6143.0汽化潜热(kJ/kg)2354.92333.72258.42170.02139.7根据热量衡算式得 (1) 由题意可知其为沸点进料t=t0，溶液比热容cc0， 则F(ct-c0t0)Fc0(t-t0)=

22、0。 已知QL=0.04DR，代入(1)式中，并整理得单位蒸汽消耗量 (2) 又因为饱和蒸气压ps=294.3kPa(表压)=294.3+101.3=395.6kPa(绝压)，根据ps绝压查得饱和温度Ts=143.0，汽化潜热R=2139.7kJ/kg=2139.7103J/kg；冷凝器真空度pk=610mmHg=81.3kPa，则冷凝器绝压pk=101.3-81.3=20kPa。 根据pk(绝压)查得Tk=60.1，则蒸发室二次饱和蒸汽温度 T=Tk+=60.1+1=61.1 根据T=61.1，用线性内插法查得二次蒸汽汽化潜热r=2351.6kJ/kg=2351.6103J/kg。把R、r值

23、代入式(2)求得 $由蒸发器传热速率方程得 (3) 已知冷凝器中二次蒸汽温度Tk，则 溶液沸点 t=Tk+=Tk+=60.1+3.8+2+1=66.9 则单位时间内蒸发的水分量为 将已知S=20m2及R、Ts值代入式(3)得 45. 关于均相恒沸物的描述不正确的是( )。 ap-x线上有最高或最低点；bp-y线上有最高或最低点； c沸腾的温度关于均相恒沸物的描述不正确的是()。ap-x线上有最高或最低点；bp-y线上有最高或最低点；c沸腾的温度不变；d部分汽化可以得到一定程度的分离。D46. 原子利用率最经济的反应是( )A.卤仿反应B.卤代烃的水解C.克莱森重排D.叔醇脱水参考答案：C47.

24、 中国已发现168种矿产，其中已探明储量的有153种，大致包括黑色金属矿产、有色金属矿产、稀有和稀土元素矿产、冶金辅助原料、化工原料非金属矿产、特种非金属矿产及建材等。( )A.错误B.正确参考答案：B48. 放射性实验室内可以吃东西、喝水。( )放射性实验室内可以吃东西、喝水。( )正确答案：错49. _最大的优点是能得到未降解的RNA。 A酚法 B去污剂处理法 C乙醇沉淀法 D柱色谱法_最大的优点是能得到未降解的RNA。A酚法B去污剂处理法C乙醇沉淀法D柱色谱法A50. 工业上，蒸汽压缩制冷循环包括四个基本过程，它们是_、_、_、_。工业上，蒸汽压缩制冷循环包括四个基本过程，它们是_、_、

25、_、_。压缩$冷凝冷却$节流$蒸发51. 11用阶跃法测得某反应器中示踪剂浓度随时间变化关系如下： t/s 0 15 25 3511用阶跃法测得某反应器中示踪剂浓度随时间变化关系如下：t/s01525354555657595105c(t)/kgm-300.51.02.04.05.56.57.07.77.7试求：c(t)=7.7以后不变，故c0=7.7kgm-3。 停留时间分布函数F(t)为：$ t/s 0 15 25 35 45 55 65 75 95 105 c(t)/kgm-3 0 0.5 1.0 20. 4.0 5.5 6.5 7.0 7.7 7.7 F(t) 0.065 0.13 0.

26、26 0.52 0.7143 0.8442 0.9091 1 1 F(t) 0.065 0.065 0.13 0.26 0.1943 0.13 0.0649 0.0909 0 1 tF(t) 0.975 1.625 4.55 11.7 10.69 8.44 4.87 8.64 51.5 t2F(t) 14.625 40.625 159.25 526.5 587.76 548.83 365.06 820.37 3063.02 $ 52. 海盐溅沫颗粒物为：( )A.一次颗粒物B.二次颗粒物C.细粒子D.粗粒子参考答案：AD53. 设计变量数就是( )。 a设计时所涉及的变量数；b约束数；c独立变

27、量数与约束数的和； d独立变量数与约束数设计变量数就是()。a设计时所涉及的变量数；b约束数；c独立变量数与约束数的和；d独立变量数与约束数的差。D54. 2试用湿空气的焓-湿图填写下表空白。 p=101.325kPa 干球温度/ 湿球温度/ 湿度/k2试用湿空气的焓-湿图填写下表空白。p=101.325kPa干球温度/湿球温度/湿度/kg水kg-1干空气相对湿度/%焓/kJkg-1干空气水汽分压/kPa露点/6035402520750.04188304查湿空气的焓-湿图得： 干球温度/ 湿球温度/ 湿度/kg水kg-1干空气 相对湿度/% 焓/kJkg-1干空气 水汽分压/kPa 露点/ 6

28、0 35 0.031 24 140 4.8 30 40 28 0.022 44 99 3.5 25 20 18 0.014 75 52 2.2 18 90 43 0.04 9.5 188 6.2 35 30 29 0.025 80 96 4 27 55. 燃料电池是经过燃烧将能量储存在燃料和氧化剂中。( )A.错误B.正确参考答案：A56. 以下是蛋白质具有胶体溶液典型性质的是_。 A电泳现象 B两性解离 C丁达尔现象 D可逆沉淀以下是蛋白质具有胶体溶液典型性质的是_。A电泳现象B两性解离C丁达尔现象D可逆沉淀C57. 间接节能，即节能的组织和管理措施包括结构节能，管理节能和技术和工艺节能。(

29、 )A.错误B.正确参考答案：B58. 四大能源是指：( )A.煤B.石油天然气C.水能D.风能参考答案：ABC59. 某热电厂将产生的4.0MPa，400的过热蒸汽，经减压阀减至0.7MPa，240以后送给某工厂使用，由于管道存在阻力和散某热电厂将产生的4.0MPa，400的过热蒸汽，经减压阀减至0.7MPa，240以后送给某工厂使用，由于管道存在阻力和散热，蒸汽到用户的设备时压力只有0.5MPa，温度为152。试求蒸汽在减压阀和管道中的有效能损失。解查水蒸气性质表可得各状态的热力学数据如下。 状态 压力/Mpa 温度/ 焓/kJkg-1 熵/kJkg-1K-1 热电厂过热蒸汽 减压后蒸汽

30、用户使用蒸汽 环境(液态水) 4.0 0.7 0.5 0.1 400 240 152 25 3213.6 2932.2 2748.7 104.9 6.769 7.0641 6.8213 0.3674 环境温度为298K，有效能变化为 B=(H2-H1)-T0(S2-S1) 过热蒸汽的有效能 B=(3213.6-104.9)-298(6.769-0.3674)=1201kJkg-1 计算蒸汽经过减压阀的有效能变化 经减压后的有效能无法回收，即有效能损失为 蒸汽经过管道的有效能损失为 B=(2748.7-2932.2)-298(6.8213-7.0641) =-111.2kJkg-1 有效能损失 上述情况说明，有效能在减压阀中损失最大，在管道中只损失了9.3%，合计损失有效能40.1%。通常热电厂在计量用户蒸汽流量时，要考虑减压损失和散热这两项，因此须乘以一定的倍数，这是合情合理的。 60. 下列土壤缓冲能力最强的是_A.腐殖土B.粘土C.壤土D.砂土参考答案：A