福建师范大学21秋《环境化学》在线作业三答案参考13

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1、福建师范大学21秋环境化学在线作业三答案参考1. 苯-甲苯混合物相图 题目：用ASPENPLUS计算90时苯-甲苯混合物的相图苯-甲苯混合物相图题目：用ASPENPLUS计算90时苯-甲苯混合物的相图二元相图的绘制 (1)打开个新的Aspen plus界面。如下图，将Simulations中的Galeral with English Units改为General with Metric Units，点击“确定”。 (2)在菜单栏中选择Datecomponents，点击find，添加苯和甲苯，如下图所示 (3)选择DateProperties，Propeity type改为ALL，Base me

2、thod选为UNIQUAC如下图 (4)在菜单栏中选择ToolsAnalysispropertybinary,在Analysis type中选择Pxy，Basis选择Mole fraction，Uitits：C，List of values选择90，单击go 得到以下数据 点击Plot Wizard，如下图 然后选择YX，点击Next 选择苯作分析物质，点击Next， 点击Finish，得到苯的气液相图，调整横轴和纵轴的坐标间距，得到要求的相图，如下： 2. 评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，操作弹性大，则该种结构越好。( )评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，操作弹性大，则

3、该种结构越好。()正确3. 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：B4. 设计以猪心为原料，制备辅酶Q10的工艺设计以猪心为原料，制备辅酶Q10的工艺(1)制备方法一 工艺路线 工艺过程 提取把生产细胞色素C后的猪心残渣压干，放入回流罐中，加入1.6倍左右的乙醇一乙醚混合液(乙醇:乙醚=3:1)，加热回流提取30min，然后冷却至室温，用布过滤，收集滤液，滤渣反复用乙醇-乙醚混合液提取23次，合并提取液。滤渣冲洗后做饲料用。 萃取把提取液移入蒸馏罐中，加热蒸馏浓缩到原来体积的1/10时

4、，再加入适量的水和1/10体积的石油醚，搅拌均匀后静置分层，分取上层液。下层再以同量石油醚萃取23次，合并萃取液。将萃取液浓缩至黄色油状物。 除杂把黄色油状物用1倍量左右的丙酮溶解，盖好容器置于-10处过夜，滤除析出杂物，保留滤液。 层析把上述滤液移入蒸馏罐中，加热蒸除丙酮。等丙酮除去后，加入适量石油醚溶解，然后将溶解液经硅胶吸附柱层析。等层析完毕后，先用石油醚洗脱，除去杂质，再用10%乙醚-石油醚(体积/体积)混合液洗脱，收集黄色部分。最后蒸除石油醚，得黄色油状物。 结晶把上述油状物移入搪瓷桶中，加入适量无水乙醇。加热溶解，然后趁热过滤，滤液静置结晶，再用无水乙醇溶解，静置结晶后可得精品。

5、(2)制备方法二 工艺路线 工艺过程 预处理提取细胞色素C后的猪心残渣移入搪瓷缸中，以水漂洗去除硫酸铵和脂肪，甩干备用。 皂化将以上处理好的猪心渣移入不锈钢回流罐中，加入焦没食子酸搅拌均匀，然后再加入2倍量体积的乙醇和适量的固体烧碱，搅拌溶解，配制成浓度约为10%(W/V)的醇碱溶液，然后迅速加热至沸，回流2530min。迅速冷却至室温。 萃取将冷却的皂化物倾入不锈钢萃取罐中，加入120号汽油适量，萃取3次，使萃取完全，合并萃取液，以水反复洗涤至中性。 减压浓缩将水洗后的萃取液倾入减压浓缩罐中，然后浓缩至原体积的1/10左右。 除杂将浓缩液在低温条件下过滤除去析出的杂质(主要是胆固醇)，收集滤

6、液。 层析将澄清滤液引入硅胶层析柱。先用120号汽油洗去杂质，用乙醚-汽油混合液(1:10，V/V)洗脱，收集黄色部分的洗脱液。 浓缩 将以上洗脱液倾入减压浓缩罐中，减压蒸除溶剂，得黄色油状物。于黄色油状物中加入适量无水乙醇，温热使溶解完全，趁热过滤。 结晶将滤液置于冰箱中使结晶完全，滤得结晶，在无水乙醇中结晶或经硅胶柱再次层析，可得纯度较高的辅酶Q10。 5. 分离作用是由于加入( )而引起的，因为分离过程是( )。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6. 5空气温度为60，压强为99.3kPa，相对湿度为10%，以每小时1500m3的流量进入干燥器，干燥器内

7、水分蒸发量为25kg5空气温度为60，压强为99.3kPa，相对湿度为10%，以每小时1500m3的流量进入干燥器，干燥器内水分蒸发量为25kgh-1。离开干燥器的空气温度为35，压强为98.9kPa。试求：60水的饱和蒸气压ps=19.923kPa 35水的饱和蒸气压ps=5.6207kPa 由理想气体定律可知： W=L(H2-H1) $干空气量不变 由理想气体定律可知： V=1429(m3h-1) 7. 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600kmo

8、l/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/

9、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。8. 海洋中的微生物会被强烈的紫外线杀死，从而显著削弱生态系统食物链的基础，但不影响人类对海洋食物的需求。( )A.错误B.正确参考答案：A9. 过滤是一种分离悬浮在_的操作。过滤是一种分离悬浮在_的操作。液体或气体中固体微粒10. 用浓度为cB=0.5kmol/m。的NaOH溶液吸收CO2，已知是kL=1.51

10、0-4m/s，k2=8103m3/(kmols)，DA=1.810-9m2/s，=1.4用浓度为cB=0.5kmol/m。的NaOH溶液吸收CO2，已知是kL=1.510-4m/s，k2=8103m3/(kmols)，DA=1.810-9m2/s，=1.410-4kmol/(kPam3)，界面上CO2分压为0.001MPa，假定液膜中cB为恒值，求化学吸收的增强因子和吸收速率。(1)由反应类型知该反应为不可逆反应，由k2=5103m3/(kmols)知反应为二级反应，但因液膜中B浓度为恒值，反应可视为拟一级反应 k1=k2cB=51030.5=2.5108s-1 由于，所以有 E=Ha=14.

11、14 (2)吸收速率 由亨利定律得， ciA=pH=0.00110001.410-4=1.410-4kmol/m3 对快速拟一级反应， 11. 在测定已知体积水样的碱度或酸度时，若用甲基橙作为指示剂，在滴定终点所测得的结果称为( )。A.总碱度B.总酸度C.无机酸度D.游离CO酸度参考答案：AC12. 分离因子表示任一分离过程所达到的( )，其定义为( )。分离因子表示任一分离过程所达到的( )，其定义为( )。正确答案：分离程度；分离程度；13. 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，某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为

12、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

13、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) 关闭系统，复原装置并清扫卫生。 14. “清洁生产”是实施可持续发展战略的最佳模式。( )A.错误B.

14、正确参考答案：B15. 等温等压下二元混合物的Gibbs-Duhem方程可以表示为摩尔性质M和组成x1，x2的关系_。等温等压下二元混合物的Gibbs-Duhem方程可以表示为摩尔性质M和组成x1，x2的关系_。16. 试用PR状态方程和理想气体等压热容方程计算纯物质在任何状态的焓和熵。设在T0，p0下的气体的焓和熵均是零。(列试用PR状态方程和理想气体等压热容方程计算纯物质在任何状态的焓和熵。设在T0，p0下的气体的焓和熵均是零。(列出有关公式，讨论计算过程，最好能画出计算框图。)因为H(T0，P0)=0，S(T0，P0)=0 H(T,P)=H(T,p)-H(T0，P0) 其中，第一项和第二

15、项分别由研究态和参考态的偏离焓计算(实际计算中要用软件来完成)，第三项由理想气体热容积分计算得到。 S(T,p)=S(T,p)-S(T0,p0) 其中，第一项和第二项分别由研究态和参考态的偏离熵计算(实际计算中要用软件来完成)，第三项由理想气体热容积分和理想气体状态方程计算得到。 对于PR方程，标准偏离焓和标准偏离熵分别见表3-1(b)，即 其中，。 理想气体状态的焓、熵随温度和压力的变化，由理想气体的热容c等计算，如 Hig(T)-Hig(T0) =FH(T)-FH(T0) 其中，。 Sig(T0,p)-Sig(T0，p0) =FS(T,p)-FS(T0，p0) 其中，。 计算框图如下： 1

16、7. 关于HO说法不正确的是( )A.O的光解是清洁大气中HO的主要来源B.对于污染大气，HO主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解C.HO的光化学生成率白天高于夜间D.HO有很高的活性，具有强氧化作用参考答案：B18. 洁净煤技术是减少煤炭使用过程中的CO的排放。( )A.错误B.正确参考答案：A19. 环境意识中包括的伦理内涵，从一定意义上讲是指通过社会舆论和信念力量来调节人的行为，树立新的环境道德观念。( )A.错误B.正确参考答案：B20. 可持续发展实现的最根本措施是使( )保持同步与协调。参考答案：发展与环境21. 一般情况下，经绝热可逆膨胀后，流体的温度下降。( )一般情况下，经绝

17、热可逆膨胀后，流体的温度下降。()正确22. 理想溶液的热力学特征是：Uid=_；Hid=_；Vid=_；Sid=_；Aid=_；Gid=_。理想溶液的热力学特征是：Uid=_；Hid=_；Vid=_；Sid=_；Aid=_；Gid=_。0$0$0$0$0$023. 醋酸甲酯(1)和甲醇(2)昆合物系的范拉尔常数(用ln表示)为A12=1.029，A21=0.946，在54时，纯组分的饱和蒸气压醋酸甲酯(1)和甲醇(2)昆合物系的范拉尔常数(用ln表示)为A12=1.029，A21=0.946，在54时，纯组分的饱和蒸气压数据分别为=0.0903MPa，=0.066MPa。试判断：(1)在54

18、时有无恒沸物?(2)形成什么样的恒沸物?由范拉尔方程计算无限稀释溶液的活度系数 因为满足，所以形成最低沸点的恒沸物。 24. 分散供热可以减少设备和投资费用。( )A.错误B.正确参考答案：A25. 制备水性聚氨酯时，不可用作扩链剂的是( )A.1，4-丁二醇B.乙二醇C.乙醇D.二乙烯三胺参考答案：C26. 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。D27. 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

19、：B28. 换热器设计中，流体流径的选择：不洁净和易结构的流体宜走_；被冷却的流体宜走_；腐蚀性的流体宜走_换热器设计中，流体流径的选择：不洁净和易结构的流体宜走_；被冷却的流体宜走_；腐蚀性的流体宜走_；黏度大的液体或流量较小的流体宜走_。管内$管间$管内$管间29. 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。30. 二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示成二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示成正确在等压或等温条件下，从x1=0至x1=1，对二元形式的Gibbs-Duhem方程积分。31. 颗粒的自由沉降是

20、指_。颗粒的自由沉降是指_。颗粒间不发生碰撞、接触等相互影响下的沉降作用32. 在土壤中，下列离子( )的交换吸附能力最强。A.Ca2+B.Na+C.Fe3+D.H+参考答案：C33. 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：F34. 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：F35. 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

21、.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?36. SO2的液相氧化有多种途径，其中_的效果最好。A.O3氧化B.催化氧化C.H2O2氧化D.非催化氧化参考答案：B37. 化学吸收的类型有哪几种?什么叫增强因子?化学吸收的类型有哪几种?什么叫增强因子

22、?化学吸收按反应速率不同分为慢速反应、中速反应、快速反应和瞬时反应四种。 所谓增强因子就是与相同条件下的物理吸收比较，由于化学吸收而使传质系数增加的倍数。 38. 制药工艺的研究一般可分为实验室工艺研究(又称小试)、_以及工业化生产3个阶段。制药工艺的研究一般可分为实验室工艺研究(又称小试)、_以及工业化生产3个阶段。中试放大研究39. 对于环境科学来说，中心事物是自然，环境主要是指自然环境。( )A.错误B.正确参考答案：A40. 有效利用能源，顾名思义就是节约能源消费，从能源生产开始，一直到最终消费为止，在开采、运输、加工、转换、使用等各个环节上都要减少损失和浪费，提高其有效利用程度。(

23、)A.错误B.正确参考答案：B41. 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42. 稳定流动系统的焓变为零，熵变不为零。( )稳定流动系统的焓变为零，熵变不为零。()错误43. 分子式相同结构不同的两种化合物可能产生不同的生物活性。( )T.对F.错参考答案：T44. 进行等温闪蒸时，对满足( )条件时系统处于两相区。 aKizi1且zi/Ki1；bKizi1且zi/Ki1； cKizi1进行等温闪蒸时，对满足()条件时系统处于两相区。aKizi1且zi/Ki1；bKizi1且zi/Ki1；cKizi1且zi/Ki1；dKi

24、zi1且zi/Ki1。A45. 人们从环境保护的角度提出可再生能源和不可再生能源(又称为枯竭能源)的概念。( )A.错误B.正确参考答案：B46. 固有分离因子是根据( )来计算的。它与实际分离因子的差别用( )来表示。固有分离因子是根据()来计算的。它与实际分离因子的差别用()来表示。汽液相平衡$级效率47. 污染问题是化工技术问题所引起，可能会对经济产生影响，但不会对社会构成危害。( )T.对F.错参考答案：F48. 汞及其化合物挥发程度与( )关系不密切A.化合物的形态及在水中的溶解度B.表面吸附C.大气的相对湿度D.分子量参考答案：D49. 关于土壤空气说法正确的是( )。A.土壤空气

25、是一个连续的体系B.土壤空气中CO含量大于大气中CO含量C.土壤空气中的O和水蒸气含量低于大气D.土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH、HS、H、NH等参考答案：BD50. 以没食子酸为原料合成3，4，5-三甲氧基苯甲醛有4条途径，试从反应条件、原料成本、环境保护等方面进行比较，从而以没食子酸为原料合成3，4，5-三甲氧基苯甲醛有4条途径，试从反应条件、原料成本、环境保护等方面进行比较，从而选择最优设计路线以没食子酸为原料的几条路线中，(2)(3)(4)三条路线需用价格较为昂贵的硼烷或贵金属催化剂，有的还需使用三氯氧磷，存在劳动保护和腐蚀设备的问题，因此虽然收率较高，但不适合应用于大规模生产

26、。相比之下，第(1)条路线工艺条件简单，收率较高，试剂价格便宜，因此得到大规模应用。第一条工艺路线为最优。 51. 污染大气中HO的来源有( )的光离解A.H2O2B.H2COC.O3D.HNO2参考答案：D52. 下列不属于腐殖质的特征的是( )。A.具有抵抗微生物降解的能力B.具有弱碱性C.具有同金属离子形成络合物的能力D.具有凝聚作用参考答案：B53. 下列反应中属于二级反应的是_。 A烷烃的裂解 B顺反异构化 CBekmann重排 D羰基的加成下列反应中属于二级反应的是_。A烷烃的裂解B顺反异构化CBekmann重排D羰基的加成D54. 生物处理固体废物的方法主要有厌氧发酵法和( )。

27、参考答案：堆肥化55. 可持续性发展即可持续地使用，是指在其可再生能力(速度)的范围内使用一种有机生态系统或其他可再生资源。( )A.错误B.正确参考答案：B56. 一般情况下，当水体DO_时，鱼类会死亡。A.8.0mg/LB.4.0mg/LC.0D.4.0mg/L参考答案：B57. 狭义的水资源是人类重点调查评价、开发利用和保护的水资源。( )A.错误B.正确参考答案：A58. 绿色化学的诞生不是由于化学学科自身的理论结构体系出现了危机，而是源于学科体系之外的环境问题。( )T.对F.错参考答案：T59. 能量平衡但熵不平衡因此不可逆过程中，系统的熵变恒大于零。( )能量平衡但熵不平衡因此不可逆过程中，系统的熵变恒大于零。()错误60. 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。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$A