姓 名 班 級(jí)學(xué) 號(hào) 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 1頁(yè) 齊 齊 哈 爾 大 學(xué) 試 題考 試 科 目 ： 化 工 原 理 1 試 題 編 號(hào) :A適 用 對(duì) 象 ： 食 工 141-4 使 用 學(xué) 期 ： 2016-2017-1 第 1 學(xué) 期化 工 141-3 能 源 141-2 生 工 141-3課 程 編 號(hào) ： 01702001 共 8 道 大 題 總 分 100分 共 6 頁(yè)考 生 須 知 ： ） 姓 名 必 須 寫 在 裝 訂 線 左 側(cè) ， 其 它 位 置 一 律 作 廢 。 ） 請(qǐng) 先 檢 查 是 否 缺 頁(yè) ， 如 缺 頁(yè) 應(yīng) 向 監(jiān) 考 教 師 聲 明 ， 否 則 后 果 由 考 生 負(fù) 責(zé) 。 ） 答 案 一 律 寫 在 答 題 紙 上 ， 可 不 抄 題 ， 但 要 標(biāo) 清 題 號(hào) 。 ） 用 藍(lán) 色 或 黑 色 的 鋼 筆 、 圓 珠 筆 答 題 。 ） 允 許 使 用 計(jì) 算 器 。監(jiān) 考 須 知 ： 請(qǐng) 將 1份 試 卷 放 在 答 題 紙 上 面 一 起 裝 訂 。一 、 名 詞 解 釋 （ 每 小 題 2 分 ， 共 5 小 題 10 分 ）1. 蒸 餾2. 揮 發(fā) 度3. 分 子 擴(kuò) 散4. 脫 吸 因 數(shù)5. 干 球 溫 度 (t)二 、 選 擇 題 （ 每 小 題 2 分 ， 共 10 小 題 ,共 計(jì) 20 分 ） 1. 精 餾 分 離 5.2 的 二 元 理 想 混 合 液 ， 已 知 回 流 比 R=3， 塔 頂=0.96， 測(cè) 得 第 三 層 塔 板 （ 精 餾 段 ） 的 下 降 液 體 濃 度 為 0.4， 第 二 層 板 下 降液 體 濃 度 為 0.45， 則 第 三 層 塔 板 的 汽 相 單 板 效 率 mvE 為 。A 22.2% B 32.68% C 44.1% D 107.5%2. 被 分 離 物 系 最 小 回 流 比 minR 的 數(shù) 值 與 _無 關(guān) 。 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 2 頁(yè) A 被 分 離 物 系 的 汽 液 平 衡 關(guān) 系 B 塔 頂 產(chǎn) 品 組 成C 進(jìn) 料 組 成 和 進(jìn) 料 狀 態(tài) D 塔 底 產(chǎn) 品 組 成3.在 二 元 混 合 液 中 ， _的 組 分 稱 為 易 揮 發(fā) 組 分 。A 沸 點(diǎn) 低 B 沸 點(diǎn) 高 C 沸 點(diǎn) 恒 定 D 沸 點(diǎn) 變 化4. 在 常 壓 下 苯 的 沸 點(diǎn) 為 80.1 ， 環(huán) 己 烷 的 沸 點(diǎn) 為 80.73 ， 為 使 這 兩組 份 的 混 合 液 能 得 到 分 離 ， 可 采 用 哪 種 分 離 方 法 ？ _A 恒 沸 精 餾 B 普 通 精 餾 C 萃 取 精 餾 D 水 蒸 汽 直 接 加 熱 精 餾5.用 水 作 為 吸 收 劑 來 吸 收 某 低 濃 度 氣 體 ， 生 成 稀 溶 液 （ 服 從 亨 利 定 律 ） ，操 作 壓 力 為 113 kPa， 相 平 衡 常 數(shù) m=0.25， 已 知 其 氣 膜 吸 收 分 系 數(shù)k G=1.2310-2kmol/（ m2hkPa） ， 液 膜 吸 收 分 系 數(shù) kL=0.85 m/h， 則 該 系 統(tǒng) 屬于 _控 制 過 程 。A 氣 膜 控 制 B 液 膜 控 制 C 雙 膜 控 制 D 不 確 定6.對(duì) 接 近 常 壓 的 低 濃 度 溶 質(zhì) 的 氣 液 平 衡 系 統(tǒng) ， 當(dāng) 溫 度 和 壓 力 不 變 ， 而 液 相總 濃 度 增 加 時(shí) 其 溶 亨 利 系 數(shù) 將 _。A 增 加 B 減 少 C 不 變7. 在 雙 膜 模 型 中 ， 氣 液 界 面 沒 有 傳 質(zhì) 阻 力 的 假 定 等 同 于 下 述 論 點(diǎn) _。A y*=y B x*=x C xi*=xi D yi=xi8. 溫 度 為 t 0， 濕 度 為 H0， 相 對(duì) 濕 度 為 0的 濕 空 氣 ， 經(jīng) 一 間 接 蒸 汽 加 熱 的 預(yù)熱 器 后 ， 空 氣 的 溫 度 為 t1， 濕 度 為 H1， 相 對(duì) 濕 度 為 1， 則 _ 。A H0>H1 B 0>1 C H0<H1 D 0<19. 同 一 物 料 ， 在 一 定 的 干 燥 速 率 下 ， 物 料 愈 厚 ， 則 臨 界 含 水 量 _。A 愈 低 B 愈 高 C 不 變 D 不 一 定10. 濕 物 料 的 平 衡 水 份 一 定 是 _。A 非 結(jié) 合 水 份 B 自 由 水 份 C 結(jié) 合 水 份 D 臨 界 水 份三 、 填 空 題 （ 共 20 分 ）1. 精 餾 操 作 中 ， 當(dāng) q=0.6時(shí) ， 表 示 進(jìn) 料 中 的 含 量 為 60%。2 . 間 歇 精 餾 與 連 續(xù) 精 餾 不 同 點(diǎn) 在 于 ： 和 。 。3. 某 二 元 物 系 的 相 對(duì) 揮 發(fā) 度 =3， 在 具 有 理 論 板 的 精 餾 塔 內(nèi) 作 全 回 流 精 餾 操 作 ， 已 知 2 0.3x ， 則 y1= （ 由 塔 頂 往 下 數(shù) ） 。4. 對(duì) 一 定 操 作 條 件 下 的 填 料 吸 收 塔 ， 如 將 填 料 層 增 高 一 些 ， 則 該 塔 的 HOG將 _5. 在 101.3 kPa、 20 下 ， 某 低 濃 度 氣 體 被 清 水 吸 收 ， 氣 相 傳 質(zhì) 分 系 數(shù) 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 3 頁(yè) kG=9.8710-4 kmol/（ m2h kPa） ， 液 膜 吸 收 分 系 數(shù) kL=0.25 kmol/（ m2hkmol/m3） ， 溶 質(zhì) 的 溶 解 度 系 數(shù) H 1.48kmol/（ m3kPa） ， Ky=_kmol/（ m2h） ，6 . 若 維 持 不 飽 和 空 氣 的 濕 度 H 不 變 ， 提 高 空 氣 的 干 球 溫 度 ， 則 空 氣 的 濕 球溫 度 _7 . 非 結(jié) 合 水 份 是 指 。8 . 已 知 在 t=50 、 P=1 atm時(shí) 空 氣 中 水 蒸 汽 分 壓 p w =55.3 mmHg， 則 該 空氣 的 濕 含 H=_； 相 對(duì) 濕 度 =_； （ 50 時(shí) 水 的 飽 和 蒸汽 壓 為 92.51 mmHg） 。四 、 簡(jiǎn) 答 題 （ 每 小 題 2 分 ， 共 5 小 題 10 分 ）1. 簡(jiǎn) 述 簡(jiǎn) 單 蒸 餾 與 精 餾 的 區(qū) 別 。2. 為 什 么 再 沸 器 相 當(dāng) 于 一 塊 理 論 板 ?3. 含 低 濃 度 溶 質(zhì) 和 混 合 氣 體 與 溶 劑 進(jìn) 行 并 流 吸 收 ， 如 下 圖 所 示 ：a) 請(qǐng) 在 y x 圖 上 示 意 畫 出 操 作 線 ， 并 標(biāo) 明 端 點(diǎn) 組 成 ； 標(biāo) 出 用氣 相 組 成 表 示 的 塔 頂 及 塔 底 的 推 動(dòng) 力 ； 如 液 氣 比 L/G 增 加 ， 請(qǐng)示 意 表 明 操 作 線 的 變 化 。 4. 濕 空 氣 的 干 球 濕 度 、 濕 球 溫 度 、 露 點(diǎn) 在 什 么 情 況 下 相 等 ， 什 么 情 況 下不 相 等 ?5. 恒 速 干 燥 階 段 除 去 的 是 非 結(jié) 合 水 ， 對(duì) 嗎 ？ 為 什 么 ？五 、 計(jì) 算 （ 共 1 題 10 分 ）一 常 壓 連 續(xù) 操 作 的 精 餾 塔 ， 用 來 分 離 苯 和 甲 苯 混 合 物 。 混 合 物 含 苯 0.6摩 爾 分 率 ， 以 100kmol/h流 量 進(jìn) 入 精 餾 塔 ， 進(jìn) 料 狀 態(tài) 為 氣 液 各 占 50%摩 爾數(shù) ， 操 作 回 流 比 為 最 小 回 流 比 的 1.5倍 ； 要 求 塔 頂 餾 出 液 組 成 為 0.95（ 苯 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 4 頁(yè) 的 摩 爾 分 率 ， 下 同 ） ， 塔 底 釜 液 組 成 為 0.05。 在 操 作 條 件 下 ， 苯 和 甲 苯 的相 對(duì) 揮 發(fā) 度 為 2.5。求 ： （ 1） 塔 頂 和 塔 底 產(chǎn) 品 量 ； （ 2） 最 小 回 流 比 ；六 、 計(jì) 算 （ 共 1 題 10 分 ）在 總 壓 P=500 kN/m2、 溫 度 t=27 下 使 含 CO23.0%（ 體 積 %） 的 氣 體與 含 CO2370g/m3的 水 相 接 觸 ， 試 判 斷 是 發(fā) 生 吸 收 還 是 解 吸 ？ 并 計(jì) 算 以 CO2的 分 壓 差 表 示 的 傳 質(zhì) 總 推 動(dòng) 力 。 已 知 ： 在 操 作 條 件 下 ， 亨 利 系 數(shù)25 /1073.1 mKNE 。 水 溶 液 的 密 度 可 取 1000kg/m 3， CO2的 分 子 量 44。七 、 計(jì) 算 （ 共 1 題 10 分 ）在 逆 流 操 作 的 吸 收 塔 中 ， 用 純 溶 劑 等 溫 吸 收 某 氣 體 混 合 物 中 的 溶 質(zhì) 。在 常 壓 、 27 下 操 作 時(shí) 混 合 氣 流 量 為 1200 m 3/h。 氣 體 混 合 物 的 初 始 濃 度為 0.05（ 摩 爾 分 率 ） ， 塔 截 面 積 為 0.8 m2， 填 料 層 高 為 4 m， 氣 相 體 積 總傳 質(zhì) 系 數(shù) Kya 為 100 kmol/m3.h， 氣 液 平 衡 關(guān) 系 符 合 亨 利 定 律 ， 且 已 知 吸收 因 數(shù) 為 1.2。 求 ： 混 合 氣 離 開 吸 收 塔 的 濃 度 和 回 收 率 。 注 ： 計(jì) 算 中 可 近似 用 摩 爾 分 率 代 替 摩 爾 比 。八 、 計(jì) 算 （ 共 1 題 10 分 ）在 一 干 燥 器 中 干 燥 某 濕 物 料 ， 每 小 時(shí) 處 理 濕 物 料 1000 kg， 經(jīng) 干 燥 后 物 料 的 含 水 量 由 40%減 至 5%（ 均 為 濕 基 ） ， 干 燥 介 質(zhì) 為 373 K的 熱 空 氣 ，其 中 所 含 水 汽 的 分 壓 為 1.0 kN/m， 空 氣 在 313 K 及 相 對(duì) 濕 度 70%下 離 開 干燥 器 ， 試 求 所 需 要 的 空 氣 量 。 水 在 313K 時(shí) 的 飽 和 蒸 汽 壓 可 取 為 7.4 kN/m，濕 空 氣 的 總 壓 為 101.3 kN/m。 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 5 頁(yè) 參 考 答 案一 、 名 詞 解 釋1 、 利 用 混 合 物 中 各 組 分 間 揮 發(fā) 性 不 同 的 性 質(zhì) ， 人 為 的 制 造 氣 液 兩 相 ， 并使 兩 相 接 觸 進(jìn) 行 質(zhì) 量 傳 遞 ， 實(shí) 現(xiàn) 混 合 物 的 分 離 。2 、 組 分 的 分 壓 與 平 衡 的 液 相 組 成 （ 摩 爾 分 數(shù) ） 之 比 。3、 分 子 擴(kuò) 散 ： 是 憑 借 流 體 分 子 無 規(guī) 則 熱 運(yùn) 動(dòng) 而 傳 遞 物 質(zhì) 的 ， 發(fā) 生 在 靜 止或 層 流 流 體 里 的 擴(kuò) 散 就 是 分 子 擴(kuò) 散 。4、 脫 吸 因 數(shù) ： 是 平 衡 線 斜 率 與 操 作 線 斜 率 的 比 值 ， 量 綱 為 1， S=mV/L。5 、 用 普 通 溫 度 計(jì) 所 測(cè) 得 的 濕 空 氣 的 真 實(shí) 溫 度二 、 選 擇 題1-10 CDACACCBBC三 、 填 空 題 1 .液 相 2 . 前 者 為 非 穩(wěn) 態(tài) ， 而 后 為 穩(wěn) 態(tài) 前 者 只 有 精 餾 段 ， 沒 有 提 餾 段 。3 . 0 .7 9 4 4 . 不 變 5 . 0 .1 6 變 大 7 .在 物 料 表 面 和 大 孔 隙 中 附著 的 水 份 。 8 . 0 .0 4 8 8 ,0 .5 9 8四 、 簡(jiǎn) 答 題1 .簡(jiǎn) 單 蒸 餾 是 一 次 部 分 氣 化 與 部 分 冷 凝 ， 而 精 餾 則 是 多 次 部 分 氣 化 與 部 分冷 凝 。2 .在 再 沸 器 中 ， 物 料 又 一 次 部 分 氣 化 ， 氣 液 兩 相 達(dá) 到 平 衡 ， 與 理 論 板 的 效果 相 同 。3 . 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 6 頁(yè) 4. 飽 和 空 氣 條 件 下 相 等 ， 即 t=tw=td 不 飽 和 空 氣 條 件 下 不 等 。5. 對(duì) 的 。 因 為 恒 速 階 段 去 除 的 是 以 機(jī) 械 方 式 附 著 在 物 料 表 面 的 水 ， 這 部分 水 恰 好 屬 于 非 結(jié) 合 水 分 。五 、 計(jì) 算 題解 ： （ 1） 由 F D WF D WFx Dx Wx 得 ( ) 100 (0.6 0.5) 61.11 /0.95 0.05F WD WF x xD kmol hx x 100 61.11 38.89 /W F D kmol h （ 2） 由 題 可 知 ： 0.5q q 線 方 程 為 ： 0.50.5 1 0.5 1Fxxy 1.2y x 平 衡 線 方 程 為 ： 1 ( 1)xy x 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 7 頁(yè) 2.51 1.5xy x 令 = 并 化 簡(jiǎn) 得 ： 21.5 1.7 1.2 0 x x 求 得 q 線 與 平 衡 線 交 點(diǎn) ：0.492qx ， 0.708qy min 0.95 0.708 1.120.708 0.492D qq qx yR y x 六 、 計(jì) 算 題解 ： 主 體 中 CO 2的 分 壓 為 2/1503.05002 mKNpco 與 溶 液 成 平 衡 的 CO2分 壓 為 : 1* Exp 對(duì) 于 稀 溶 液 : 3/56.55181000 mkmolc (4分 ) 00841.04410003701 c 411 10513.156.5500841.0 ccx 2451 /16.2610513.11073.1* mkNExp 2* pcop 于 是 發(fā) 生 解 吸 作 用 。(4分 )以 分 壓 差 表 示 的 傳 質(zhì) 推 動(dòng) 力 為 2* /16.11 mKNppp (2分 )七 、 計(jì) 算 題 試 求 ： 混 合 氣 離 開 吸 收 塔 的 濃 度 和 回 收 率 。 注 ： 計(jì) 算 中 可 近 似 用 摩 爾 分率 代 替 摩 爾 比 。解 ： hmkmolG 2/94.604.228.0 300/2731200 maKGH yOG 6094.010094.60 564.66094.0 4 OGOG HHN(3分 ) 2.1 mGLNOG , 833.02.111 AS )1ln(1 1 21 SyySSNOG (4分 ) 化 工 原 理 2 試 題 A 總 6 頁(yè) 第 8 頁(yè) 833.005.0)833.01ln(833.01 1564.6 2 y00387.02 y %3.9205.000387.011 121 21 yyy yy八 、 計(jì) 算 題解 ： 1） 1 21 11 1 22 2 1 21000 / 0.278 /0.278 1 0.4 0.167 /0.40 0.667 /1 1 0.400.05 0.053 /1 1 0.050.167 0.667 0.053 0.1025 /cc cW G x xG Kg h Kg sG Kg swX Kg KgwwX Kg KgwW G x x Kg s 絕 干 料絕 干 料 （ 5 分 ）2） 1 0.6220.622 1.0101.3 1.00.0062 /pH P pKg Kg 干 空 氣2 0.6220.622 0.7 7.4101.3 0.7 7.40.0335 /pH P pKg Kg 干 空 氣 2 1 10.1025 3.76 /0.0335 0.0062(1 ) 3.76(1 0.0062) 3.783 /WL Kg sH H L H Kg s 干 空 氣進(jìn) 口 的 濕 空 氣 量（ 5 分 ）