姓名班级学号齐齐哈尔大学试题考试科目：化工原理Ⅰ1试题编号:A 适用对象：食工141-4使用学期：2016--2017--1第1学期化工141-3能源141-2生工141-3课程编号：01702001共8道大题总分100分共6页考生须知：１）姓名必须写在装订线左侧，其它位置一律作废。

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1.蒸馏2.挥发度3.分子扩散4.脱吸因数5.干球温度(t )二、选择题（每小题2分，共10小题,共计20分）1.精馏分离5.2=α的二元理想混合液，已知回流比R =3，塔顶=0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的汽相单板效率mv E 为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

A22.2%B32.68%C44.1%D107.5%2.被分离物系最小回流比min R 的数值与________无关。

A 被分离物系的汽液平衡关系B 塔顶产品组成C 进料组成和进料状态D 塔底产品组成3.在二元混合液中，_______的组分称为易挥发组分。

A沸点低B沸点高C沸点恒定D沸点变化4.在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组份的混合液能得到分离，可采用哪种分离方法？_______A 恒沸精馏B 普通精馏C 萃取精馏D 水蒸汽直接加热精馏5.用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为113kPa ，相平衡常数m =0.25，已知其气膜吸收分系数k G =1.23⨯10-2kmol /（m 2⋅h ⋅kPa ），液膜吸收分系数k L =0.85m/h ，则该系统属于_______控制过程。

A 气膜控制B 液膜控制C 双膜控制D 不确定6.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶亨利系数Ｅ将_______。

A 增加B 减少C 不变7.在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点_______。

A y*=y B x*=x C xi*=xi D yi=xi8.温度为t 0，湿度为H 0，相对湿度为ϕ0的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为t 1，湿度为H 1，相对湿度为ϕ1A H 0>H 1B ϕ0>ϕC H 0<H 1D ϕ0<ϕ19.同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量_______。

A 愈低B 愈高C 不变D 不一定10.湿物料的平衡水份一定是_______。

A 非结合水份B 自由水份C 结合水份D 临界水份三、填空题（共20分）1.精馏操作中，当q =0.6时，表示进料中的含量为60%。

2.间歇精馏与连续精馏不同点在于：和。

3.某二元物系的相对挥发度α=3，在具有理论板的精馏塔内作全回流精馏操作，已知20.3x =，则y 1=（由塔顶往下数）。

4.对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的H OG 将__________5.在101.3kPa 、20℃下，某低浓度气体被清水吸收，气相传质分系数k=9.87⨯10-4kmol/（m2⋅h⋅kPa），液膜吸收分系数k L=0.25kmol/ G（m2⋅h⋅kmol/m3），溶质的溶解度系数H＝1.48kmol/（m3⋅kPa），K y=__________ kmol/（m2⋅h），6.若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度_________7.非结合水份是指。

8.已知在t=50℃、P=1atm时空气中水蒸汽分压p w=55.3mmHg，则该空气的湿含H=___________；相对湿度φ=________；（50℃时水的饱和蒸汽压为92.51mmHg）。

四、简答题（每小题2分，共5小题10分）1.简述简单蒸馏与精馏的区别。

2.为什么再沸器相当于一块理论板?3.含低浓度溶质和混合气体与溶剂进行并流吸收，如下图所示：a)①请在y—x图上示意画出操作线，并标明端点组成；②标出用气相组成表示的塔顶及塔底的推动力；③如液气比L/G增加，请示意表明操作线的变化。

4.湿空气的干球湿度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不相等?5.恒速干燥阶段除去的是非结合水，对吗？为什么？五、计算（共1题10分）一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。

混合物含苯0.6摩尔分率，以100kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95（苯的摩尔分率，下同），塔底釜液组成为0.05。

在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为2.5。

求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）最小回流比；六、计算（共1题10分）在总压P=500kN/m2、温度t=27℃下使含CO23.0%（体积%）的气体与含CO2370g/m3的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2的分压差表示的传质总推动力。

已知：在操作条件下，亨利系数25/E⨯=。

水溶液的密度可取1000kg/m3，CO2的分子量44。

73.1m10KN七、计算（共1题10分）在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。

在常压、27℃下操作时混合气流量为1200m3/h。

气体混合物的初始浓度为0.05（摩尔分率），塔截面积为0.8m2，填料层高为4m，气相体积总a为100kmol/m3.h，气液平衡关系符合亨利定律，且已知吸传质系数Ky收因数为1.2。

求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。

注：计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。

八、计算（共1题10分）在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0kN/m，空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器，试求所需要的空气量。

水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m，湿空气的总压为101.3kN/m。

参考答案一、名词解释1、利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。

2、组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。

3、分子扩散：是凭借流体分子无规则热运动而传递物质的，发生在静止或层流流体里的扩散就是分子扩散。

4、脱吸因数：是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量纲为1，S=mV/L。

5、用普通温度计所测得的湿空气的真实温度二、选择题1-10CDACACCBBC三、填空题1.液相2.前者为非稳态，而后为稳态前者只有精馏段，没有提馏段。

3.0.7944.不变5.0.16变大7.在物料表面和大孔隙中附着的水份。

8.0.0488,0.598四、简答题1.简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。

2.在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。

3.4.饱和空气条件下相等，即t=t w =t d 不饱和空气条件下不等。

5.对的。

因为恒速阶段去除的是以机械方式附着在物料表面的水，这部分水恰好属于非结合水分。

五、计算题解：（1）由F D WF D W Fx Dx Wx =+⎧⎨=+⎩得()100(0.60.5)61.11/0.950.05F W D W F x x D kmol hx x -⨯-===--10061.1138.89/W F D kmol h=-=-=（2）由题可知：0.5q =q 线方程为：0.50.510.51Fx xy =---1.2y x =-+①平衡线方程为：1(1)x y xαα=+-2.51 1.5x y x=+②令①=②并化简得：21.5 1.7 1.20x x +-=求得q 线与平衡线交点：0.492q x =，0.708q y =min 0.950.7081.120.7080.492D q q qx y R y x --∴===--六、计算题解：主体中CO 2的分压为2/1503.05002m KN p co =⨯=与溶液成平衡的CO 2分压为:1*Ex p =对于稀溶液:3/56.55181000m kmol c ==410-⨯∴2451/16.2610513.11073.1*m kN Ex p =⨯⨯⨯==-∵2*pco p 〉于是发生解吸作用。

(4分)以分压差表示的传质推动力为2*/16.11m KN p p p =-=∆(2分)七、计算题试求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。

注：计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。

解：hm kmol G 2/94.604.228.0300/2731200=⨯⨯=ma K G H y OG 6094.010094.60===564.66094.04===OG OG H H N (3分)2.1==mGL N OG ,833.02.111===A S ])1ln[(1121S y y S S N OG +--=(4分)]833.005.0)833.01ln[(833.011564.62+--=y 00387.02=y %3.9205.000387.01112121=-=-=-=y y y y y η八、计算题解：1）()()()()121111222121000/0.278/0.27810.40.167/0.400.667/110.400.050.053/110.050.1670.6670.0530.1025/c c c W G x x G Kg h Kg s G Kg s w X Kg Kg w w X Kg Kg w W G x x Kg s=-==∴=-====--===--∴=-=-=绝干料绝干料（5分）101.3 1.00.0062/Kg Kg ⨯=-=干空气20.6220.6220.77.4101.30.77.40.0335/p H P pKg Kg ψψ=-⨯⨯=-⨯=干空气2110.10253.76/0.03350.0062(1) 3.76(10.0062) 3.783/W L Kg sH H L H Kg s==--=+=+=干空气进口的湿空气量（5分）。