工程化学基础(第二版)习题解答
<<工程化学基础（第二版）>>练习题参考答案
第一章 绪 论
练习题（p.9）
1. （1）×； （2）√； （3）×； （4）√。
2. （1）C 、D ；（2）C ；（3）B 。
3. 反应进度；ξ； mol 。
4. 两相（不计空气）；食盐溶解，冰熔化，为一相；出现AgCl ↓，二相；液相分层，共三
相。
5. 两种聚集状态，五个相：Fe （固态，固相1），FeO （固态，固相2），Fe 2O 3（固态，固
相3），Fe 3O 4（固态，固相4），H 2O （g ）和H 2（g ）（同属气态，一个气相5） 6. n =（216.5 －180）g / (36.5g · mol -1) = 1.0 mol
7. 设最多能得到x 千克的CaO 和y 千克的 CO 2，根据化学反应方程式： CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 摩尔质量/g ·mol -1 100.09 56.08 44.01 物质的量/mol
100095%10009103
??-. x 56.08×-310 y 4401103.?-
因为n(CaCO 3)=n (CaO)=n (CO 2) 即
100095%10009103??-.=
x 56.08×-310=y 4401103
.?-
得 x =m (CaO) =532.38kg y =m (CO 2) =417.72kg
分解时最多能得到532.28kg 的CaO 和417.72kg 的CO 2。 8. 化学反应方程式为3/2H 2+1/2N 2 = NH 3时：
22(H )6mol
4mol 3(H )2
n ξν?-=
==-
22(N )2mol
4mol 1(N )2n ξν?-===-
33(NH )4mol
4mol 1(NH )
n ξν?=
==
化学反应方程式为3H 2+ N 2 = 2NH 3时：
22(H )6mol 2mol 3(H )
n ξν?-=
==-
22(N )2mol
2mol 1(N )
n ξν?-===-
33(NH )4mol 2mol 2(NH )
n ξν?=
==
当反应过程中消耗掉2mol N 2时，化学反应方程式写成3/2H 2+1/2N 2 = NH 3，该反应的反应进度为4 mol ；化学方程式改成3H 2+ N 2 = 2NH 3，该反应的反应进度为2 mol 。 9. Δn （H 2）=ξ×ν（H 2）=0.5 mol ×(－2)=－1 mol Δn （H 2O ）=ξ×ν（H 2O ）=0.5 mol ×2=1 mol 消耗掉1 molH 2，生成1 molH 2O 。
第二章 物质的化学组成和聚集状态
§2.1 物质的化学组成
练习题(p.23)
1．
342
2．答：金刚石、石墨和碳团簇都是碳的同素异形体。金刚石的C 原子之间通过共价键形成原子晶体，是天然产物中硬度最大、熔点最高(3550℃)、不导电的贵重材料；石墨晶体中同层粒子间以共价键结合，平面结构的层与层之间则以分子间力结合。由于层间的结合力较弱，
容易滑动，所以有导电性和滑动性, 用于铅笔芯、润滑材料、电极材料。碳团簇, 如C 60, 是由60个碳原子以20个六边形和12个五边形相间组成的32面体球形分子，形如足球，具有类似“烯烃”的某些反应性能，也称“足球烯”，球碳团簇及其衍生物在超导电性、半导体、非线性光学等方面具有奇异性能。碳纳米管是一种由单层或多层石墨卷成的纳米微管，多层碳管各层之间的间隔为石墨的层间距。碳管两头可以是空的，也可被半个C 60或更大的球碳所封闭。碳纳米管可以是不同禁带宽度的半导体，可以用于未来电子工业制造电子器件和超薄导线，使电子芯片集成度更高，体积更小, 也是制备高强度轻质材料的理想组元。 3． Sn 1－x Cn x O 2 ，存在于黑漆古铜镜中，是表层耐磨物质；
Y 2O 2S:Eu 3+ ，可用作彩色电视的发光材料； GaAs 1-x P x ，制备发光二极管的材料。 （另外还可以举出许多例子）
4．聚苯乙烯( CH 2-CH )n --
中的链节、重复单元都是
CH 2-CH
，聚合度是n 。
聚酰胺—610
有两个链节：
，两个链节组成一个重复单元, 聚酰胺的聚合度是2n 。
【注意】高分子化合物的重复单元可以包含不同的链节，聚合度以链节数来计量。特别注意，在聚酰胺化学式中，名称后的第一个数字指二元胺的碳原子数，第二个数字指二元酸的碳原子数，所以聚酰胺—610是由己二胺和癸二酸为单体缩聚而得的。 5．
名称 化学式
类型 聚丙烯 CH
CH 2n []CH 3
碳链高分子
聚丙烯腈
CH
CH 2n
[]CN
碳链高分子
尼龙—66 NH(CH 2)6NHC (CH 2)4C
O O
[]n
杂链高分子
聚二甲基硅氧
烷
Si O n
[]CH 3
CH 3
元素有机高分子
6． 高分子名称 单体化学式 命名 聚乙烯 CH 2＝CH 2 乙烯 聚丙烯 CH 3CH ＝CH 2 丙烯 聚氯乙烯
ClCH ＝CH 2
氯乙烯
7．答：蛋白质分子是一条或多条多肽链构成的生物大分子，多肽链由氨基酸通过肽键（酰胺键，—CO—NH—）共价连接而成，相对分子质量可从一万到数百万。各种多肽链都有自己特定的氨基酸顺序，人体蛋白质由20种氨基酸组成，除脯氨酸外，其它19种均是α-氨基酸，结构通式为R—CH(NH2)COOH，R是每种氨基酸的特征基团。蛋白质有不同层次的结构，分为一级、二级、三级和四级结构。多肽链中氨基酸的数目、种类和连接顺序称为蛋白质的一级结构；多肽链中若干肽段在空间的伸张方式，如α-螺旋、β-折叠等称二级结构；多肽链在二级结构基础上，依靠基团相互作用进一步卷曲、折叠而成的更复杂的三维空间结构称三级结构；两条或两条以上具有三级结构的多肽链按特定方式结合而成的聚合体称四级
结构。一级结构又称为基本结构，二级结构以上属高级结构。通常只有那些具有高级结构的蛋白质才有生物活性。
脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)由磷酸、脱氧核糖或核糖、有机碱组成，有机碱分别为腺嘌呤（Adenine），鸟嘌呤（Guanine），胞嘧啶（Cytosine），胸腺嘧啶（Thymine）和尿嘧啶（Uracil），简称A，G，C，T，U。它们的基本结构单元是单核苷酸，单核苷酸通过3’，5’-磷酸二酯键互相连接形成多核苷酸链。DNA和RNA结构之间的主要区别在戊醛糖和嘧啶碱上。核酸与蛋白质一样，也有特殊的空间结构，DNA通过碱基互补配对原则形成双螺旋结构。
DNA和RNA的基本化学组成
8．（1）金属有机，C—O，C—O，化学气相沉积。（2）DNA，RNA，蛋白质。
§2.2 固体
练习题（p.32）
1．（1）B，F。（2）D。（3）C、D、E、F，D、F。（4）A。
2．熔点高低为：MgO>CaO>CaF2>CaCl2。因为电荷之间作用力为f= k(Q+Q－)/(r++r－)2，典型离子晶体的熔点与其作用力有相同的变化规律，其中以Q+、Q－为主，r+、r－为参考。3．熔点高低为：SiC>SiBr4>SiF4。因为粒子间作用力大小与晶体的熔点高低规律一致，SiC 是原子晶体，SiF4和SiBr4为分子晶体，原子晶体以共价键结合，分子晶体以分子间力结合，共价键作用强于分子间力。在同为分子晶体的SiF4和SiBr4中，SiBr4的相对分子质量大于SiF4，前者分子间力大于后者。
4．因为钠卤化物是离子晶体，而所列硅卤化物均为分子晶体。离子晶体以离子键结合，离子间作用力大，而分子晶体以分子间力结合，分子间力较离子键弱，所以硅卤化物的熔点总比钠卤化物的低。离子键强弱随电荷数增大而增强，而分子间力随相对分子量的增大而增强，所以两者间变化规律不一致。
5．(1) 熔点由高到低为：BaCl2>FeCl2>AlCl3>CCl4。因为BaCl2为典型的离子晶体，熔点较高；FeCl2和AlCl3同为过渡型晶体，高价态的倾向于形成共价键为主的分子晶体，熔点、沸点较低；低价态的倾向于形成以离子键为主的离子晶体，熔点、沸点较高。正离子价态越高，吸引负离子的电子云的能力越强；负离子的半径越大，其电子云越易被正离子吸引过去。结果减弱了正、负离子间作用力。故AlCl3比FeCl3更偏向于分子晶体，熔点更低；CCl4则为典型的分子晶体，熔点更低。
(2) 硬度从大到小为：SiO2>BaO>CO2。因为SiO2是原子晶体，硬度最大；BaO是典型的离子晶体，硬度较大；CO2为典型的分子晶体，硬度最小。
6．耐高温金属：W(钨，熔点3410℃)，Re(铼，熔点3180℃) 。W和Re用于测高温的热电偶材料。
易熔金属：Hg(汞，熔点－38.87℃)，用于测体温的温度计。Sn(锡，熔点231.9℃)，用于制作自动灭火设备、锅炉安全装置、信号仪器(表)、电路中的保险丝等的合金材料。7．非晶态线型高分子聚合物在不同温度下可以呈现出玻璃态、高弹态和粘流态等三种不同的物理状态。低温时处于玻璃态，此时不仅高分子的整个分子链不能运动，连个别的链节也不能运动，变得如同玻璃体一般坚硬。当温度升高到一定程度时，高分子的整个链还不能运动，但其中的链节已可以自由运动了，此时在外力作用下所产生的形变可能达到一个很大的数值，表现出很高的弹性，称为高弹态。当温度继续升高，使整条分子链可以自由运动，成
为流动的粘液，此时称为粘流态。
由玻璃态向高弹态转变的温度叫做玻璃化温度（T g ）。由高弹态向粘流态转变的温度叫做粘流化温度（T f ）。塑料的T g 高于室温，橡胶的T g 低于室温。作为塑料，要求在室温下能保持固定的形状，因此T g 越高越好。作为橡胶，要求能够保持高度的弹性，因此T g 越低越好。T f 是高分子化合物成型加工的下限温度。温度高，流动性大，便于注塑、浇塑和吹塑等加工。但T f 过高可能引起分解，高分子化合物的分解温度是成型加工的上限温度。对高分子材料的加工来说，T f 越低越好；对耐热性来说，T f 越高越好。T g 与T f 差值越大，橡胶的耐寒、耐热性也越好，其应用温度范围越宽。
8．（1）基于橡皮室温下处于高弹态这一力学特征。室温下橡皮塞处于高弹态，在外力作用下能产生形变，表现出很高的弹性，故可以密封容器口使其不漏气。
（2）基于BaCl 2的高温稳定性。BaCl 2是典型的离子晶体，熔点高，稳定性较好，不易受热分解，其熔融态可用作高温时某些金属的加热或恒温介质，即盐浴剂，使该经高温处理的金属慢慢冷却保持晶形。
（3）基于金属有机化合物中化学键的不同稳定性。过渡金属有机化合物中，M —C 键不是典型的离子键，键能一般小于C —C 键，容易在M —C 处断裂，用于化学气相沉积（CVD ），能沉积成高附着性的金属膜，致密的金属膜附着在玻璃上制得镜子。
§2.3 液体和液晶 练 习 题(p.44)
1．（1）饱和，方向，降低，氢，氧 （2）1千克溶剂 （3）
C 12H 25
SO 3Na
，-SO 3-，—C 17H 35，－O －(CH 2－CH 2－O)－，R — —，
油包水型乳状液
（4）8，润湿剂；16-18，洗涤剂、增溶剂。 （5）热致液晶，溶致液晶
2． (1) pH 大小：10℃时>20℃时>50℃时，因为pH=－1g[c (H +)／c θ
]，K w θ
=[c (H +)／c θ
]·[c (OH －
)／c θ
]，K w θ
随温度升高而升高，故c (H +)随温度升高而升高，pH 随温度升高而减小。
(2) 电导率大小：10℃时<20℃时<50℃时，因为K W
随温度升高，电离出来的OH －
、
H +都增加，所以电导率增大。
(3) 凝固点高低：0.1mol ?kg －1>0.2mol ?kg －1>0.5mol ?kg －1，因为*f f f f B T T T K b ?=-=，f T ?表示溶液的凝固点下降值，*
f T 、f T 分别表示纯溶剂和溶液的凝固点；B b 是溶质的质量摩尔
K为凝固点下降常数，取决于纯溶剂的特性而与溶质特性无关。浓度，单位为mol·kg-1，
f
(4) 凝固点高低：C6H12O6的>NaCl的>Na2SO4的，因为C6H12O6是非电解质，NaCl 和Na2SO4是强电解质，在水溶液中电离出的离子数不同，0.1 mol·kg-l NaCl和0.1 mol·kg-l Na2SO4溶液的实际质点的质量摩尔浓度分别为0.2mol·kg-l和0.3mol·kg-l，根据凝固点下降公式，凝固点随质点数的增加而降低。
(5) 渗透压高低：0.1mol?kg－1<0.2mol?kg－1<0.5mol?kg－1，因为∏=cRT，浓度增大，渗透压也增大。
3．(1) 水的气化热（100℃时的气化热为40.67kJ·mol-1）很大，水气化成水蒸气时要吸收大量热，水的摩尔热容（25℃时为75.4 J·mol-1·K-1）也很大，使水升高温度需要吸收较大的热，水温受环境温度影响较小，所以水是廉价安全的制冷剂和载冷剂。
（2）水的摩尔热容很大，使水升高温度能够吸收较大的热，工厂常用喷水来降温。（3）雪熔化成水需要从环境中吸收熔化热（在101.325 kPa时为6kJ·mol-1）。
（4）表面活性物质具有润湿作用，含有表面活性物质的水溶液容易在固体表面铺展开来而润湿整个表面。
（5）表面活性物质浓度大于临界胶束浓度时，溶液中内部的表面活性物质分子的憎水基之间互相以分子间力缔合形成胶束，胶束中能使溶液溶解一些原本不溶或微溶于水的物质，即表面活性物质具有增溶作用。
（6）含有少量表面活性物质的水溶液容易在固体表面铺展开来而润湿整个表面，带走油污，水剂价廉、安全无毒，而汽油、煤油等有机溶剂存在一定毒性，所以用溶有表面活性物质的水剂清洗油污是一项既节能又安全的措施。
（5）乳化燃料指由燃料油（煤油、汽油、柴油、重油、渣油）和水组成的油包水型乳化液。水是分散相，均匀地悬浮在油中，燃料油则包在水珠的外层。由于水的沸点低于燃料，高温下包裹在油滴中的水珠发生“微爆”作用，使油滴变得更小，有利于燃烧。另外，可以发生水煤气反应等化学作用，即：C+H2O=CO+H2，C+2H2O=CO2+2H2，CO+H2O=CO2+H2，2H2+O2=2H2O，使燃烧反应更趋完全。所以，乳化燃料能够节约能源、减少污染。
4．
5．常见表面活性物质的分类、结构举例
§2.4 气体和等离子体
练习题(p.51)
1．(A)
2．(A)
3．(1)据p i=(n i/n)p，所以有：p(O2)=100kPa×0.21=21Pa，p(N2)=100kPa×0.78=78 kPa，p(NO2)=100kPa×0.01=1.0 kPa。
(2) 因为pV=nRT，V=2V0，所以p=1
2p0=50 kPa 。
4．(1) 空气的相对湿度=p(H2O，实)/p(H2O，饱)×100%
查表，20℃时p(H2O，饱)=0.2339kPa，则
相对湿度=(0.1001/0.2339)×100%=42.80%。
(2) 若温度降低到10℃，此时水的实际蒸气压为：
p(H2O.实)=0.1001kPa×283.15/293.15=0.09669kPa
查表，10℃时p(H2O,饱)=0.1228kPa
所以，相对湿度=0.09669/0.1228×100%=78.73%.
5．小于5.6 CO2、SO3 H2CO3、H2SO4。
6．温室气体CO2、SO3、O3、N2O和CF x Cl x等,引起臭氧层破坏的有N2O、CF x Cl x等气体。7．对流层：温室效应；平流层：防紫外线。
第三章物质的结构和材料的性质
§3.1原子核外电子运动状态
练习题(p.58)
1．(b)正确。(a)错在“完全自由”；(c)错在有“一定轨迹”。
2．位置、能量
3．n，四（0、1、2、3），4f，7。
4．波动，波粒二象性
5．
§3.2元素周期律金属材料
练习题(p.69)
1.
2．最高化合价为+6,可能是第六主族或第六副族的元素；最外层电子数为1的,则只有第六副族的元素,同时原子半径又是最小的,只有Cr满足。
(1) 29Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
(2) 3d54s1
(3) 3s23p63d3
3．11Na 1s22s22p63s13p1Z'=11－(1.00×2＋0.85×8＋0)=2.20
Si 1s22s22p63s23p2Z'=14－(1.00×2＋0.85×8＋0.35×3)=4.15
14
Cl 1s22s22p63s23p5Z'=17－(1.00×2＋0.85×8＋0.35×6)=6.10
17
Na、Si、Cl作用在外层电子上的有效核电荷数依次增大，原子半径依次减小，非金属性依次增强。
4．Ca、Ti、Mn、Fe、Co、Ga、Br同属第四周期元素,自Ca至Br，所受的有效核电荷数依次增大,即金属性依次降低。
5．19K 1s22s22p63s23p64S1Z'=19－(1.00×10＋0.85×8＋0)=2.2
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1Z'=29－(1.00×10＋0.85×18＋0)=3.7
29
K和Cu最外层均有4s1,但K的4s电子所受的有效核电荷数(2.2)比Cu的4s电子所受的有效核电荷数(3.7)小，而且半径亦小，因此在化学反应中K比Cu易失去电子，金属性强。6．Ta 第六周期VB族
W 第六周期VIB族
Zr 第五周期IVB族
7．由于形成固熔体而引起合金强度、硬度的升高的现象称为固熔强化，它能提高金属的强度和硬度。引起固熔强化的主要原因是固熔体溶质元素的外层电子结构、原子半径、电负性等不同于溶剂金属,再形成取代或间充固熔体时发生固熔化晶格歪扭(或称畸变)。
8．形成碳化物倾向从大到小次序是Ti>Cr>Co>Cu。因为Ti、Cr、Co、Cu的外层电子结构依次为3d24s2、3d54s1、3d74s2、3d104s1，d电子越多,与C成键的可能性越小,因此形成碳化物倾向性也越小。
§3.3 化学键分子间力高分子材料
练习题(p.86)
1．（1）c，f （2）a、b，c，d，g (3) a，d (4)d (5)b
2．乙二胺四乙酸合钙(II)酸钠，Ca2+，乙二胺四乙酸。
3．化学键>氢键>分子间力。
4．聚甲基丙烯酸甲酯是II类给电子性高聚物，它的溶度参数δ=19.4(J·cm－3)1/2;能溶解它的溶剂必须是弱亲电子溶剂,而且其溶度参数要相近，它们是三氯甲烷δ=19.0(J·cm－3)1/2、二氯甲烷δ=19.8(J·cm－3)1/2。
聚氯乙烯是I类弱亲电子性高分子化合物，δ=19.8(J·cm－3)1/2；能溶解它的溶剂必须是给电子性溶剂,而且其溶度参数要相近，它们是环己酮(II类给电子性溶剂) δ=20.2(J·cm－3)1/2、四氢呋喃(II类给电子性溶剂) δ=18.6(J·cm－3)1/2。
聚碳酸酯是II类给电子性化合物，δ=19.4(J·cm－3)1/2；能溶解它的溶剂必须是弱亲电子溶剂,而且其溶度参数要相近，它们是三氯甲烷δ=19.0(J·cm－3)1/2、二氯甲烷δ=19.8(J·cm －3)1/2。
5．9个σ键,2个π键。
6．第(1)组中的HF、第(2)组中的H2O、第(3)组中的CH3CH2OH、第(4)组中的[(O)C (CH2)x C(O)N(H) (CH2)y N(H)]n
、
有氢键。
因为它们中有电负性大的F、O、N等元素，它们将对与其直接相连接的H的电子云强烈吸引，使H裸露成质子，它再吸引F、O、N上的电子云，F、O、N等元素(用X表示)与质子(用H表示)与另一个分子上的F、O、N等元素(用Y表示)形成了XHY多中心轨函而产生了氢键。
7．聚二甲基硅氧烷的线型分子的化学式：
其性质及产生原因见教材84页。
8．详见教材83~84页。注意橡胶和塑料的原料都是高分子化合物，高分子化合物可有不同
合成工艺，不同工艺、不同配方所得高分子分子量不同，其T g、T f也不同。有时同一种高分子化合物既可作塑料又可作橡胶，聚氨酯类高分子化合物就属这种情况。
§ 3.4 晶体缺陷陶瓷和复合材料
练习题(p.97)
1．
2．陶瓷由晶相、晶界相、玻璃相和气相组成。
晶相是陶瓷的主要组成相，决定陶瓷的主要性质。
晶界相是多晶结合处的缺陷，对晶体功能影响很大，是功能产生的原因。
玻璃相起粘结作用，能降低烧成温度，可填充气孔气相，可使陶瓷的电热绝缘性能大大提高。
气相不可避免，但可降低到最低程度。气孔可减轻重量，但抗电击穿能力下降，受力时易产生裂缝，透明度下降。
3．尽管硅酸盐有多种形式的结构，但都是Si和氧的共价键结合的硅氧四面体负离子基团，基团内镶嵌着金属正离子,与硅氧四面体负离子基团中的氧以离子键结合，其绝缘性取决于负离子基团中的氧与金属离子间的结合力。硅氧西面体的框架是确定的，金属离子的电荷与半径决定了结合力的大小，金属离子的电荷较高,半径大,结合力大。Na+电荷低，半径小，所以含量越低越好。
4．氮化硅Si3N4，偏共价键型。外层电子排布式14Si1s22s22p63s23p2，7N 1s22s22p3。电负性Si 1.8 N 3.0。
氮化硅耐高温,在1200℃下可维持室温时的强度和硬度，在氧化情况不太严重的介质中最高安全使用温度可到1600～1750℃，用作火箭发动机尾管及燃烧室，无冷却汽车发动机。5．铁氧体的化学组成主要是Fe2O3,此外有二价或三价的Mn、Zn、Cu、Ni、Mg、Ba、Pb、Sr、Li的氧化物,或三价的稀土元素Y、Sm、En、Gd、Fb、Dy、Ho和Er系的氧化物。NiMnO3及CoMnO3等虽不含Fe，但也是铁氧体。
它可用作计算机和自动化装置中的记忆(贮存)元件,用作隐身材料。
6．BYCO的化学组成为Ba、Y、Cu的氧化物,但不一定成整数比。它可用作超导材料，制成电缆输电、发动机的线圈、磁力悬浮高速列车。
7．WC－Co金属陶瓷的简单制备过程如下：
WO3 + C → W + CO2
W(粉末) + C → WC(粉末) CoO + C → Co(粉末)
WC(粉末) + Co(粉末)→(烧结)→WC－Co金属陶瓷
8．玻璃钢是一种复合材料，它由合成树脂,如酚醛树脂、环氧树脂及玻璃纤维等组成，将玻璃纤维(增强相)浸渍在树脂(粘结相，基体)中，再加以固化剂、稀释剂、填充剂、增塑剂等辅助材料制成。它的主要优点是质轻，电绝缘性好，不受电磁作用，不反射无线电波，微波透过性能好，耐磨，耐腐蚀，成型简便。可用作汽车、轮船外壳、室内器具等。
第四章化学反应与能源
§4.1热化学与能量转化
练习题(p.106)
1．(1) a、b；(2) b、d；(3) c；(4) b
2．C2H2(g) + 5/2O2 (g) = 2CO2 (g) + H2O(g) ?f H m (298.15)/kJ.mol－1 227.4 0 －393.5 －241.8
?r H m (298.15)=[2×(－393.5) －241.8－227.4] kJ?mol－1
=－1256.2 kJ?mol－1
CH4(g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(g)
?f H m (298.15)/kJ.mol－1 －74.6 0 －393.5 －241.8
?r H m (298.15)=[ (－393.5) +2×(－241.8)－(－74.6)] kJ?mol－1
=－802.5 kJ?mol－1
C2H4(g) + 3O2 (g) = 2CO2 (g) + 2H2O(g)
?f H m (298.15)/kJ.mol－1 52.4 0 －393.5 －241.8
?r H m (298.15)=[2×(－393.5) +2×(－241.8)－52.4] kJ?mol－1
=－1323 kJ?mol－1
C2H6(g) + 7/2O2 (g) = 2CO2 (g) + 3H2O(g) ?f H m (298.15)/kJ.mol－1 －84.0 0 －393.5 －241.8
?r H m (298.15)=[2×(－393.5) +3×(－241.8)－(－84.0)] kJ?mol－1
=－1428.4 kJ?mol－1
可见，燃烧1molC2H4或C2H6放出的热量大于C2H2，因此可以代替，而CH4不行。3．Na2S(s) + 9H2O(g) = Na2S?9H2O(s)
?f H m /kJ.mol
－1
－372.86 －241.8 －3079.41
?r H m
(298.15)={(－3079.41)－[(－372.86)+(－241.8)×9]}kJ ?mol －1
=－530.35 kJ ?mol －
1
1kg Na 2S 的物质的量：n =1000g/(22.99×2＋32.07)g ?mol －
1=12.81mol Q = Q p =?H = (－530.35kJ ?mol －
1 )×12.81mol=－6794 kJ 4． 2N 2H 4(l) + N 2O 4(g) = 3N 2(g) + 4H 2O(l)
?f H m /kJ.mol －
1 50.63 9.66 0 －285.8 ?r H m
(298.15)=[(－285.8)×4－(50.63×2+9.66)] kJ ?mol －
1
=－1254.12 kJ ?mol －
1
32 g N 2H 4的物质的量为：n =32g/(14×2+1×4)g ?mol －
1=1.0 mol 1.0molN 2H 4完全反应，其反应进度为1
2mol ，所以： Q = Q p =?H =－1254.12 kJ ?mol －
1×1
2mol=－627.06 kJ
5． CaO(s) + H 2O(l) = Ca 2+(aq) + 2OH －
(aq) ?f H m (298.15)/kJ ?mol
－1
－634.9 －285.8 －542.8 －230.0
?r H m
(298.15)=[(－543.20)－2× (－230.0)]－[(－634.9)+(－285.8)] kJ ?mol －
1
=－82.1 kJ ?mol －
1 罐头从25℃→80℃需吸收的热量： Q = Q p =?H =400 J ?K －
1?(80－25)K=22000 J 设需CaO 为W 克，则其物质的量 n =W /[(40.08+16.00) g ?mol －
1]=Q /[-?r H m
(298.15) ×80%]
∴ W =[22000/(82.1×103×80%)] mol ×56.08 g ?mol －
1 =18.78 g 6． C 6H 6(l) + 15/2O
2 (g) = 6CO 2 (g) + 3H 2O(l)
209.2kJ V U Q ?==-
3[(209.2)(5/78)(67.5)8.314298.1510]kJ
209.4kJ
g H U n RT -?=?+?=-+?-???=-
1mol 液态苯在弹式量热计中完全燃烧放热：
11(209.2)78/5kJ mol 3263.5kJ mol V Q Q --==-?=-g g
7．恒容反应热V Q U =?，恒压反应热p Q H =?，当液体、固体相对于气体体积可以忽略且气体可以看作理想气体时有：g H U n RT ?=?+?。所以：
(1) H 2(g)十
2
1
O 2(g)==H 2O(g) 0.5g n ?=-，H U ?；
(2) H 2(g)十
2
1
O 2(g)==H 2O(l) 1.5g n ?=-，H U ?。 8． Fe 2O 3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO 2(g) ?f H m (298.15)/kJ ?mol
－1
－824.2 －110.5 0 －393.5
?r H m
(298.15)=[3× (－393.5)－(－824.2)+3×(－110.5)] kJ ?mol －
1
=－24.8 kJ ?mol －
1
9． C 5H 12(l) + 8O 2 (g) = 5CO 2 (g) + 6H 2O(g)
?f H m (298.15)/kJ.mol
－1
－149.9 0 －393.5 －285.8
?r H m (298.15)=[5×(－393.5) +6×(－285.8)－(－149.9)] kJ ?mol
－1
=－3532.4kJ ?mol －
1
燃烧1克汽油所放出的热量：11
13532.4kJ mol 72g mol 49.06kJ g Q ---=÷=g
g g
§4.2 化学反应的方向和限度
练习题(p.114)
1．（1）X ；（2）√；（3）X ；（4）X ；（5）X ；（6）√。 2．（1）S m θ[H 2O （s ）]＜S m θ[H 2O （l ）] ＜S m θ[H 2O （g ）] （2）S m θ(298.15K) ＜S m θ(398.15K)＜S m θ(498.15K)
（3）同一温度下：S m θ（Fe ）＜S m θ（FeO ）＜S m θ（Fe 2O 3）。 3． C （s ）+CO 2（g ）==2CO （g ） ?f G m (298.15)/kJ ?mol
－1
0 －394.4 －137.2
?r G m
(298.15)=[ 2× (－137.2) －(－394.4)] kJ ?mol －
1
=120.0 kJ ?mol －
1
4． CaCO 3（s ） == CaO （s ）+ CO 2（g ） ?f H m
(298.15)/kJ ?mol
－1
－1207.6 －634.9 －393.5
S m
(298.15)/J ?mol －1?K －
1 91.7 38.1 213.8 ?r H m
(298.15)=[(－634.9)－ (－393.5)－(－1207.6)] kJ ?mol －
1
=179.2 kJ ?mol －
1 ?r S m
(298.15)=(38.1+213.8－91.7) J ?mol －
1?K －
1
=160.2 J ?mol －
1?K －
1
Δr G m θ(1222K)≈ ?r H m
(298.15) －T ?r S m
(298.15)
= 179.2 kJ ?mol －
1－1222K ×160.2 J ?mol －
1?K －
1
= －16.56 kJ ?mol －
1 Δr G m θ(1222K) ＜0，能自发进行。
5． SiO 2(s) + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g)
f m H ?(298.15K)/kJ ·mol -1 -910.7 0 0 -110.5 0m S (298.15K)/J ·mol -1·K -1 41.5 5.7 18.8 -197.7
0f m G ?(298.15K)/kJ mol -1 -856.3 0 0 -137.2
(1) 0
r m H ?11(298.15K)[2(110.5)(910.7)]kJ mol 689.7kJ mol --=?---=g
g 0
r m S ?1111(298.15K)[2197.718.8(41.52 5.7)]J mol K 361.3J mol K ----=?+-+?=g g g g
(2) 0
r m G ?11(298.15K)[2(137.2)(856.3)]kJ mol 581.9kJ mol --=?---=g
g 或
0r m G ?0r m (298.15K)H =?0
r m T S -?311[689.7298.15361.310]kJ mol 582.0kJ mol ---=-??=g g (3) 0r m G ?3
11(1000K)[689.71000361.310]kJ mol 328.4kJ mol 0---≈-??=>g
g 不能自发。
(4) 0r m G ?0r m H =?0
r m T S -?0<，自发，所以： 0r m T H >?0
r m /S ?3(689.710/361.3)K 1909K =?=
6．（1）大于零；（2）大于零；（3）小于零；（4）小于零。 7． C(s) + H 2O (g) = CO(s) + H 2(g)
0f m H ?(298.15K)/kJ ·mol -1 0 -241.8 -110.5 0 0m S (298.15K)/J ·mol -1·K -1 5.7 188.8 197.7 130.7 0f m G ?(298.15K)/kJ mol -1 0 -228.6 -137.2 0
(1) 0
r m G ?11(298.15K)[(137.2)(228.6)]kJ mol 91.4kJ mol 0--=---=>g
g 不能向正方向进行。
(2) 0r m H ?11
[(110.5)(241.8)]kJ mol 131.3kJ mol 0--=---=>g g 0r m S ?1111[197.7130.7(188.8 5.7)]J mol K 133.9J mol K 0----=+-+=>g g g g
0r m G ?0r m H =?0r m T S -?
因此，升高温度能向正方向进行。
(3) 0r m G ?0r m H =?0
r m T S -?0=
0r m T H =?0
r m /S ?3(131.310/133.9)K 980.6K =?=
8．已知?r H m (298.15)=－402.0kJ ?mol
－1
，?r G m =－345.7kJ .mol
－1
，则 298.15K 时的
?r S m
(298.15)值可以从下式求出：
?r H m (298.15)－298.15K ×?r S m (298.15)=?r G m
(298.15)
?r S m
(298.15)=[?r H m
(298.15)－?r G m (298.15)]/298.15K
=[－402.0－(－345.7)]kJ ?mol －
1/298.15K =0.1888 kJ .mol
－1.
K
－1
当?r G m (T )=0时的温度可用下式表示： ?r H m
(298.15)－T ??r S m
(298.15)≈0 算得：T ≈[?r H m
(298.15)]/?r S m
(298.15)
=－402.0kJ .mol －
1/(－0.1888kJ .mol －1.
K －
1)
=2129 K
当温度在2129K 以下时，该反应均向正向进行，即CaO 和SO 3的结合是可能的，所以高温下除去SO 3也是可能的。
§4.3 化学平衡和反应速率
练习题(p.125)
1．(1) 0
K
20O (/p p =
20NO )(/p p ?254
0N O )(/p p 2
)
（2）0
K 20Zn (/c c +=
20H S )(/p p ?+0H )
(/c c 2
)
2．降低温度，增加总压力
3．此反应随温度T 升高，平衡常数0K 增大，从关系式：
ln K 0r m G -?=0r m H RT -?=0
r m
S RT ?+
R
可看出：0
r m H ?必须是正值才能满足T 增大0K 也增大，所以是吸热反应。
4． FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO 2(g) 开始 0.05 0.05 平衡 0.05-x 0.05+x
(0.05+x )/(0.05-x )=0.5 x =-0.017mol ·L -1
平衡时：c (CO 2)=0.033mol ·L -1，c (CO)=0.067 mol ·L -1 5．a 1
212
11ln
()E k k R T T =-- a 111
ln
()10303310
E R =-- E a =256.9kJ ·mol -1
6． C 2H 4（g ）+ H 2O （g ）
C 2H 5OH （g ）
? f H m （298.15K ）/kJ·mol -1 52.4 -241.8 -277.6
r m H ?11[(277.6)(52.4241.8)]kJ mol 88.4kJ mol --=---=-g g
该反应为放热、总体积减小的反应，所以增大压力和采用适当较低温度有利于反应正向进行，可以采用适当催化剂，加速反应速度（弥补温度降低带来的不利）。 7． 2NO 2（g ）
2NO （g ）+O 2（g ）
（1）因为该反应速率方程符合质量作用定律，所以正反应的速率方程式为：2
2NO ()v k c =。
r m H ?11[290.4233.9]kJ mol 113kJ mol --=?-?=g g 0a a r m E E H ≈?正逆－11114113kJ mol 1kJ mol --=g g （－）＝
（2）a 1
212
11ln
()E k k R T T =-- 正反应：3121141011
ln () 3.268.314600700
k k ?=--=-
2
1
26.05k k = 逆反应：312'11011
ln ()0.029'8.314600700
k k ?=--=-
21'
1.03'
k k = 可见，温度升高，正、逆反应速率增加的倍数不同，这里显然正反应增加的倍数远远大于逆反应增加的倍数，说明温度升高使平衡向正反应方向，即吸热反应方向移动。 8． 2NO(g) + 2CO(g) = N 2(g) + 2CO 2(g)
f m H ?(298.15K)/kJ ·mol -1 91.3 -110.5 0 -393.5 0m S (298.15K)/J ·mol -1·K -1 210.8 197.7 191.6 213.8
?f G m (298.15)/kJ .mol －
1 87.6 －137.
2 0 －394.4
(1) 298.15 K 时：
0r m H ?11[(2(393.5)291.32(110.5)]kJ mol 748.6kJ mol --=?--?-?-=-g g
0r m S ?1111[191.62213.82210.82197.7]J mol K 197.8J mol K ----=+?-?-?=-g g g g
0r m G ?0r m H =?0r m T S -?311
[748.6298.15(197.8)10]kJ mol 689.6kJ mol ---=--?-?=-g g 或 ?r G m (298.15)=[2×(－394.4)－2×(－137.2)－2×87.6]kJ·.mol －
1 =－689.6kJ·.
mol －
1
ln K
=－?r G m /RT
=－(－689.6×103J .mol －
1)/( 8.314 J .mol －1.
K －
1×298.15K)
=278 K
=5.01×10120
（2）773.15K 时：
0r m G ?0r m H ≈?0
r m (298.15K)T S -?311
(298.15K)
[748.6773.15(197.8)10]kJ mol 595.67kJ mol
---=--?-?=-g g
ln K
=－?r G m
/RT
=－(－595.67×103J .mol －
1)/( 8.314 J .mol －1.
K －
1×773.15K)
=92.67 K =1.76×1040
§4.4 氧化还原反应和能源的开发和利用
练习题(p.137)
1． (1) x ； (2) ∨；(3) x ；(4) ∨． 2．（1）c ；（2）b 。
3．反应(1) 正向进行：0
E 320
(Fe /Fe )E +
+
>2(Cu /Cu)+
反应(2) 正向进行：0
E 20
(Cu /Cu)E +
>2(Fe /Fe)+
所以：0
E 320
(Fe /Fe )E +
+
>2(Cu /Cu)+
0E >2(Fe /Fe)+
4． MnO 4－
+ 8H ++5e=Mn 2++4H 2O E =E
+
0059
5
001.lg[(.)×(10－5)8]=(1.507－0.496) V=1.01V Cl 2 +2e=2Cl －
E =E
=1.36V
Cr 2O 72－
+14H ++6e=2Cr 3++7H 2O E=E
+
0059
6
001.lg[(.)×(10－5)14 ]=(1.232－0.708) V=0.524V 从计算结果知道，此时的氧化性从大到小的顺序是:Cl 2、KMnO 4溶液、K 2Cr 2O 7溶液。 5． （1）已知0
E (Ag /Ag)0.7996V +
=，0
E 32(Fe /Fe )0.771V +
+
=
r m G ?0ln RT K =-0nE =-F
0E 0E =0(Ag /Ag)E +-32(Fe /Fe )++
0K 0exp(nE =/)
exp[1(0.79960.771)96500/8.314/298.15] 3.04
F RT =?-?=
（2）0
K 3.04(1.0)(0.1)
x
x x =
=--，10.073mol L x -=g
6．已知0E (Ag /Ag)0.7996V +
=，0
E 32(Fe /Fe )0.771V +
+
=，所以32Fe /Fe ++
为负极。
电池图式：(-)Pt | Fe 3+( l mol ·dm -3), Fe 2+( l mol ·dm -3) || Ag +( lmo1·dm -3) | Ag (+)
化工原理期末试题及答案
模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止 气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ，使空气温度由20 C 升至80 C,
化学工程基础习题答案(高教出版社__第二版).
化学工程基础习题 第二章．P 69 1.解：o vac P P P =-绝 3313.31098.710o Pa P P --?=?=-绝即 385.410P Pa -?=?绝 o a P P P =- 333 85.41098.71013.310Pa Pa Pa ---=?-?=-? 2.解： 2212 1212 4 44()70d d de d d d d π π ππ- =?=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有 22 1 21 2 d d u u = 若将直径减小一半，即 1 2 d 2d = 2 1 4u u ? = 即液体的流速为原流速的4倍. 4.解： g u d L H f 22 ??=λ 2 111112 222 2222f f L u H d g L u H d g λλ=?? =??
2222222111 11211212 2 22222 22 111 1112 2222222 1 2122221 21 226464Re 4,,26426426421()64412224116 1 111 2162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d g du u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρ μρμρμρμ ρ?? = ??== ===??=????= ??= =???= 即产生的能量损失为原来的16倍。 6.解：1）雷诺数μ ρud = Re 其中31000kg m ρ-=?，11.0u m s -=? 3252510d mm m -==? 3110cp Ps s μ-==? 故μ ρud = Re
化工原理试题及答案
化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法
石油化学工程基础习题答案
《石油化学工程基础》 习题解答 0-1 某设备内的压力为241cm kgf .，试用 SI 单位表示此压力。 解：在SI 单位制中，压力的单位为Pa 由附录1可知，Pa .cm kgf 421080791?= 则Pa .Pa ..cm kgf .5421037311080794141?=??= 0-2 将h kcal 100的传热速率换算成以 kW （千瓦）表示的传热速率。 解：由kJ .kcal 18741= kW .s kJ .s kJ .h kcal 116301163036001874100100==?= 0-3 流体的体积流量为 s L 4，试分别用mi n L 、s m 3及h m 3 表示。 h m .h m s m min L min L s L 33 3 334143600110 4 104 24060 1 44 =?? ? ???=?=== --解： 0-4 空气在100℃时的比热为 ()℃?kg kcal .2410，试以 SI 单位表示。 解：由附录1查得：J kcal 41871= ()()()K kg J .K kg J .kg kcal .?=??=?061009418724102410℃ 0-5 s m kgf ?5等于多少s m N ?、s J 和 kW ？
kW .s m N .s m N .s m kgf 0490s J 49.03530549807955 ==?=??=?解： 0-6 通用气体常数 ()K m o l cm atm .R ??=30682， 将其单位换算成工程单位 ()K kmol m kgf ??和SI 单位 ()K k mol kJ ?。 () ()()( )() ()() K kmol J 3168K kmol J 8315.74= K kmol m 847.68kgf = 10010cm kgf 1.03382.06= 06823323?=?????????=-k .K kmol m .cm K mol cm atm .R 解： 第一章 流体流动 1-1 已知油品的相对密度（即比重）为0.9，试求其密度和比容。 解： 34900901000m kg .d t =?==水ρρ kg m .3001110900 1 1 == = ρ ν 1-2 若将90kg 密度为3830m kg 的油品与 60kg 密度为 3710m kg 的油品混合，试求 混合油的密度。 解：混合后各油品的重量百分比： 6090 60901 .x W =+= 40906060 2.x W =+= 由 2 2111ρρρW W m x x += 得： 31 1 22147777104083060m kg ...x x W !W m =?? ? ??+=? ?? ? ??+=--ρρρ 1-3 氢和氮混合气体中，氢的体积分率为0.75。求此混合气体在400K 和25m N M 的 密度。
化学工程基础复习题
化学工程基础复习题 （修正版） 一、填空题 1. 流体在一根圆形水平直管中流动，测得其平均流速为0.5 m·s-1，雷诺数 Re=1000，压降Δp=10 Pa，问管中心处的最大流速为m·s-1。若平均流速增大为1 m·s-1，则压降Δp为 Pa。 2. 反应器流体的混和按考察的尺度可划分为混和和混和。 3. 填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度 , 吸收的推动力。 4.某间壁式换热器传热面积为2.5 m2，传热平均温差为45 K，传热速率为9000 W， 则该换热器此时的总传热系数K= 。 5. 气体的粘度值随温度的升高而；液体的粘度值随温度的升高而。 6. 雷诺数Re是流体流动的判据。流体在管道中流动，当Re时 为稳定层流；当Re时，可以形成湍流；只有当Re时，方可达到稳定的湍流。 7.活塞流反应器的量纲一平均停留时间（无因次平均停留时间）等于； 其停留时间的量纲一方差（无因次方差）为。 8. 在连续接触的填料塔,进行定常等温吸收操作,填料层高度的计算,可由物料 衡算式和吸收速率方程联列导出计算式, 填料层总高度等于 和之乘积。 9. 列举四种工业上常用的间壁式热交换器：、、 、。 10.伯努利方程 适用的条件是在流动时的流体。 11. 流体在水平等径的直管中流动时，存在着摩擦阻力造成的能量损失H f，所 损失的能量由机械能中的转换而来，由此而产生流体的下降。12. 在研究流体流动规律时，要注意区分是定常（或称定态）流动和不定常（或 称不定态）流动，稳定态和不稳定态。如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为过程，反之，则为过程。当流体流动过程的雷诺数大于1×104时，可以认为是的湍流；当雷诺数在2000 ~4000 之间流体的流动型态为的过渡区域。 13. 流化床反应器中常需选用合适的气体分布板和增设导向板等部构件，其目 的是为了克服和等不正常流化现象，用以改善聚式流化床的流化质量。 14. 在精馏过程中,当回流比加大时,精馏段与提馏段操作线交点向移 动,并以为极限;回流比减小时, 精馏段与提馏段操作线交点向移动,并以为极限。 15. 套管换热器中，逆流操作的主要优点是，并流操作的主要 优点是。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版
化学工程基础习题 第二章．P 69 1.解：o vac P P P =-绝 3313.31098.710o Pa P P --?=?=-绝即 385.410P Pa -?=?绝 o a P P P =- 33385.41098.71013.310Pa Pa Pa ---=?-?=-? 2.解： 22 12 1212 444()70d d de d d d d ππ ππ-=?=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有 2 21 212 d d u u = 若将直径减小一半，即12 d 2d = 21 4u u ?= 即液体的流速为原流速的4倍. 4.解： g u d L H f 22 ??=λ 2 11 1112 22 22222f f L u H d g L u H d g λλ=?? =??
2 2222 2211111211212 2 222 222211 11112 22 2 2222 121 2222 121226464Re 4,,26426426421()644 12 2241 16 111 1216 24 16f f f f f f f f f f L u H d g L u H d g du u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμ λρ μρμρμρμρ?? =?? =====?? =???? =??==???= 即产生的能量损失为原来的16倍。 6.解：1）雷诺数μρud =Re 其中31000kg m ρ-=?，11.0u m s -=? 3252510d mm m -==? 3110cp Ps s μ-==? 故μρud =Re
《化工原理》试题库答案
《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×的圆管中以s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时B。 ≥2000 B. Re>4000 C. 2000 南昌大学2006～2007学年第二学期期末考试试卷答案 试卷编号：9036 ( C )卷课程编号：H58010301 课程名称：化工原理（双语教学）考试形式：闭卷 适用班级：化工05 姓名：学号：班级： 学院：环工专业：化学工程与工艺考试日期：2007.7.6. 题号一二三四五六七八九十总分累分人 签名题分30 15 15 25 15 100 得分 考生注意事项：1、本试卷共页，请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、选择题(每空2 分，共30 分) 得分评阅人 1. 传热的基本形式有( A, B, C ) A.传导 B.辐射 C.对流给热 D. 急冷 2. 在稳定流动过程中，流体流经各截面处的质量流速(C ) A 减小 B 增大C变化D不变化 3.流体流动的类型包括( A, C ) A. 湍流 B. 过渡流 C. 层流 D.急流 4. 泊谡叶方程用来计算流体层流流动时的摩擦系数，其值为( A ) A. λ= 64 / Re B. λ= 24 / Re C. λ= 32 / Re D. λ= 16 / Re 5. 气体沉降设备的生产能力与设备的（ A ）成正比。 A. 底面积 B. 高度 C. 宽度 D. 长度 6. 某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为( A ) A 32mm B 28mm C 24mm D 40mm 7.河水越靠近河岸，流速 （ B ）。 A. 越大 B.越小 C. 不变 8. 下列哪些例子属于自然对流传热 ( A, C ) A. 空调 B.冰箱 C. 取暖器 9． 管路系统中的总阻力包括( A, B, C, D ) A 直管阻力 B 管件阻力 C 突然扩大阻力 D 突然缩小阻力 10. 流体在管内作层流流动时，管内平均流速是管中心流速的（ D ）。 A. 2倍 B. 3倍 C. 1倍 D. 0.5倍 11. 流体在管内作湍流流动时，管内平均流速约是管中心流速的（ A ）。 A. 0.8倍 B. 0.5倍 C. 1倍 D .2.倍 12. 流体输送过程中，机械能包括 ( B, C,D ). A. 内能 B. 动能 C. 压强能 D. 位能 13. 理想流体的特征是 ( B ) A 密度=0 B 粘度=0 C 热容=0 D 理想气体 14．黑度越大的物质，其辐射能力（ B ） A 越小 B 越大 C 中等 D 不变 15．间壁传热过程包括 （ A ，C ） A 对流传热 B 辐射 C 传导 D 对流传质 二、 分析题 （15分） 容器中的水静止不动。为了测量A 、B 两水平面的压差，安装一U 形管压差计。图示这种测量方法是否可行？ 得分 评阅人 A B 1 1’ 汞 h H R 水 图1 附图 一、判断题 1、量纲分析法的优点是：虽未减少实验的工作量，但可以建立数学模型，对实验结果进行量化计算。( ) 答案：错 2、当流体充满圆管做定态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量相等。( ) 答案：错 3、强化传热过程最有效的途径是增大传热面积。( ) 答案：错 4、液体在管内做强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。( ) 答案：对 5、沸腾给热和冷凝给热同属于对流传热，因为两者都伴有流体的流动。( ) 答案：对 6、对于逆流操作的填料吸收塔，当气速一定时，增大吸收剂的比用量(即液气比)，则出塔溶液浓度降低，吸收推动力增大。( ) 答案：对 7、选用不同结构的填料时，填料提供的比表面积越大，越有利于吸收，不利于解吸。( ) 答案：错 8、液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。 ( ) 答案：错 9、设计时，若R 上升，并不意味D 下降，操作中也可能有类似情况。( ) 答案：对 10、吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件(压强、温度)、相平衡关系、塔板结构等无关。( ) 答案：错 二、填空题 1、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 、 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。 答案：静止的 连通着的 同一种连续的液体 皮托 2、如下图所示，密封容器中盛有3 800/kg m ρ=的油品，U 形管中指示液为水(1000kg ρ= 3/m ),1a 、2a 、3a 恰好在同一水平面上，1b 、2b 、3b 及4b 也在同一高度上，1100,h mm = 2200h mm =,则各点的1a p =________,2a p =________,2=b p ________,3=b p ________, 3h =________。（表压值，均以2mmH O 为单位） 《化工原理》下册试题 一、填空与选择（本大题24分，每小题2分）1．在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而减少，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为无穷多块理论板，相应的回流比为最小回流比。 2．湿空气在预热过程中不变化的参数是 c 。A焓；B相对湿度；C露点温度；D湿球温度。 指出“相对湿度、绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参数与空气湿度无关：露点温度。 3．当分离要求和回流比一定时，在五种进料状态中过冷进料的q值最大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最 远，在五种进料中，分离所需的总理论板数最少。 4．若仅仅加大精馏塔的回流量，会引起以下的结果是：．A 。 A．塔顶产品中易挥发组分浓度提高B．塔底产品中易挥发组分浓度提高C．提高塔顶产品的产量 5．在吸收操作中，下列各项数值的变化不影响吸收系数的是：A 。 A．传质单元数B．气液流量C．塔的结构尺寸 6．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔填料增高一些，则塔的传质单元高度H OG基本不变，传质单元数N OG增加。（增加、减少，基本不变）8．为了保证板式塔正常操作，雾沫夹带量的限定量为e<0.1kg液体/kg气体，液相负荷上限的限定为 ≮3～ 5s 。 9．气体通过塔板的阻力可视作是气体通过干板阻力、气体通过液层表 和 表面张力引起的阻力之和。10．在吸收操作中，对溶解度很大的气体属气膜 控制，对难溶气体则属液膜控制。11．精馏过程设计时，增大操作压强，则相对挥发度减小，塔顶温度增加，塔底温度 增加 （增大，减小，不变，确定） 12．在多组分精馏时需确定关键组分，通常塔顶规定重关键组分的组成，塔底规定轻 关键组分的组成。（轻、重） 二、（本题24分） 有苯和甲苯混合物，含苯0.40，流量为1000 kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯90%以上（以上均为摩尔分率），苯回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍。已知相对挥发度α= 2.5，试求： （1）塔顶产品量D； （2）塔底残液量W及组成x w； （3）最小回流比； 二、（本题24分） 模拟试题一 1、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 395 mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为 2105mmHg 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生；而且离心泵的安装高度也不能够太高，目的是避免汽蚀现象发生。 4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻大（大、小）一侧的值。间壁换热器管壁温度t W 接近于值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a.Ω）.(y 1 －Y 2 )/△Y m ,式中：△Y m 称气相传质平均推动力 , 单位是kmol吸收质/kmol 惰气；（Y 1—Y 2 ）/△Y m 称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指 y A /x A ，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压；干燥过程是热量传递和质量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为( A A．50 B．150 C．75 D．无法确定 1.某房间墙壁从外到内由一层厚度为300mm 的砖和一层厚度为30mm 的灰泥构成。冬季室外温度为-12℃，墙外壁面的对流传热系数为h= 2.5 W/(m2·K)；内壁面温度为18℃时。忽略两层之间的接触热组，求:①通过该墙体的热流密度是多少？②两层材料接触面和外墙的温度各是是多少？已知砖的导热系数)/(7.0K m W ?=λ，灰泥的导热系数 )/(58.0K m W ?=λ。 () ......w f t t q h δδλλ---= = =++++1121218123410300311 0705825 ℃ ....t q t -= =? =3 3183411624003058 C t t o 0064.11.345 .21) 12(q =?=--= 2.温度为20℃的水以2.5m/s 的流速流经 38mm ×2.5mm 的水平管。此管以锥形管与另一 53mm ×3mm 的水平管连,如图1－11所示。在锥形管两侧A,B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A,B 两截面间的能量损失为1.5J/kg,求两玻璃管的水面差(以mm 计)。 O m m H Pa h u u p p h p u p u Z Z d d u u s m u m m m d m m m d f A B B A f B B A A B A b a a b A b a 22 22 2 222 2 2b 6.888675.12 5.2223.12.9982222m/s 23.1047.04 5 .2033.04 u /5.2047.0472353033.03325.238-=-=+-?=+-?=-++=+=??? ? ???==???====?-===?-=∑∑ρρ ρπ π 由伯努利方程得：，），（根据连续性方程有： 3.有一并联管路输送20℃的水，若总管中水的流量为9000m3/h,两根并联管的管径与管长分别为d1=500mm ，l1=1400m ，d2=700mm ，l2=800m 。试求两根并联管中的流量各为多少?管壁的摩擦系数均为 0.03. ....()..() v v v v v v v v q q q q q q q m q m === =+=?=?==-=11 12 313202458 024580245890002212490002212467875 第一章 流体流动与输送设备 1．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3 和789kg/m 3 ,试计算50％（质量％）乙醇 水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m 3 ，计算相对误差。 解：乙醇水溶液的混合密度 789 5.02.9985.012211+=+=ρχρχρm 3 /36.881m kg m =∴ρ 相对误差： %74.5-%100193536.881%100=??? ? ??=?——实实m m m ρρρ 2．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。若在大气压力 为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？ 解：' '真 真绝p p p p p a a -=-= kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(' ' =--=--=真真 3．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3 的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。 解：液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=+=21Δ m h g p p g p gh p z 36.255.081 .990010)4258(3 1212=+??-=+-=-+=∴ρρρΔ 4. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。 在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3 。 （1）计算玻璃管内水柱的高度； （2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。 解：（1）容器底部压力 gh p gh gh p p 水水油ρρρ+=++=0210 m h h h h h 16.16.07.01000 800 2121=+?=+=+=∴水油水水油ρρρρρ （2）B A p p ≠ D C p p = 题3 附图 B D h 1 h 2 A C 题4 附图 化工原理所有章节试题 及答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 《化学工程基础》练习题 第1章流体的流动与输送 一、单项选择题 1. 层流与湍流的本质区别是( )。 A、流速不同 B、流通截面积不同 C、雷诺数不同 D、层流无径向运动，湍流有径向运动 2. 水及一般流体在管路中常用的流速应是( )。 A、0.5~1m B、1~3m C、15~25m D、30~50m 3. 当流体在圆管流动时, 管中心流速最大，若为层流时，平均速度u与管中心的最大流速u max的 关系为 ( )。 A、u＝1.5u max B、u＝u max C、u＝0.8u max D、u＝0.5u max 4. 当流体在圆管流动时, 管中心流速最大，若为湍流时，平均速度u与管中心的最大流速u max的 关系为( )。 A、u＝1.5u max B、u＝u max C、u＝0.8u max D、u＝0.5u max 5. 温度升高液体的粘度变化是( )。 A、增大 B、减小 C、不变 D、判断依据不足 6. 温度降低气体的粘度变化是( )。 A、增大 B、减小 C、不变 D、判断依据不足 7. 流体在等径直管中作稳定流动，因流体粘性有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长将( )。 A、增加 B、减少 C、不变 D、无法判断 8. 流体在阻力平方区流动，若其它条件不变，而管子的相对粗糙度增加则压降( )。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 9. 下列结论正确的是( )。 A、液体的粘度随温度升高而减小 B、气体的粘度随温度升高而减小 C、液体的粘度随压强降低而增大 D、气体的粘度随压强降低而增大 10. 圆形直管径为100mm，一般情况下输水能力应为( )。 A、3 m3/h； B、30 m3/h； C、200 m3/h ； D、300 m3/h 11. 图示为一异径管段，从A段流向B段时，测得U形压差计的读数为 R=R1，从B段流向A段时，测得U形压差计的读数为R=R2。若两 种情况下的水流量相同，则( )。 A、R1 > R2 B、R1< R2 C、R1 = R2 D、R1 =– R2 12. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。 A、气缚现象 B、汽蚀现象 C、汽化现象 D、气浮现象 南京工业大学材料工程导论试题（B）卷闭 试题标准答案 2010--2011学年第二学期使用班级材实验0801 一、名词解释（每题3分，共18分） 1、泵的气缚与气蚀 答：气缚是离心泵在启动前未充满液体时，泵壳内存在的空气所产生的离心力很小，造成吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内的现象（分）。汽蚀为离心泵叶轮入口最低压力点处压力降至液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体部分汽化并有部分气体解吸，生成大量小汽泡。这些小汽泡在泵内流动过程的突然破裂产生很好的局部冲击压力造成叶轮呈现海绵状、鱼鳞状的破坏现象（分）。 2、运动相似与动力相似 答：运动相似指原、模型对应点两流动相应流线几何相似或流速大小成比例，方向相同。（分）原、模型对应点同名力作用下的流动，相同同名力大小成比例的现象称动力相似。（分）3、节点与控制容积： 答：节点是数值模拟中需要求解未知量的几何位置（分）控制容积：数值模拟中用于控制方程的最小几何单位（分）。 4、油的闪点与着火点 答：闪点：液体燃料受热时表面出现油蒸汽，当蒸汽浓度增大到遇到很小的点火源即发生瞬间闪火现象时的最低温度（分）。着火点为液体燃料自燃的最低温度。（分） 5、扩散传质与对流传质 答：在浓度差驱动下通过分子热运动而引起的组分传递现象称扩散传质；（分）流体中由于流体宏观流动引起物质从一处迁移到另一处的现象称对流传质。（分） 6、恒定干燥条件与干燥曲线 答：恒定干燥条件是干燥介质（或热空气）的温度、湿度、流速及与物料的接触方式在整个干燥过程中保持不变的条件（2分）。干燥曲线：表征相同干燥条件下，物料含水量X及物料表面温度?与干燥时间?的关系曲线。 二、简答题（每题6分，共36分） 1、根据所学流体力学知识，简述减小管内流体流动阻力的途径及措施。 一、判断题 、量纲分析法的优点是：虽未减少实验的工作量，但可以建立数学模型，对实验结果进行量化计算。 答案：错 、当流体充满圆管做定态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量相等。 答案：错 、强化传热过程最有效的途径是增大传热面积。 答案：错 、液体在管内做强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。 答案：对 、沸腾给热和冷凝给热同属于对流传热，因为两者都伴有流体的流动。 答案：对 、对于逆流操作的填料吸收塔，当气速一定时，增大吸收剂的比用量 即液气比 ，则出塔溶液浓度降低，吸收推动力增大。 答案：对 、选用不同结构的填料时，填料提供的比表面积越大，越有利于吸收，不利于解吸。 答案：错 、液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。 答案：错 、设计时，若 上升，并不意味 下降，操作中也可能有类似情况。 答案：对 、吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件 压强、温度 、相平衡关系、塔板结构等无关。 答案：错 二、填空题 、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 、 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。 答案：静止的 连通着的 同一种连续的液体 皮托 、如下图所示，密封容器中盛有3 800/kg m ρ=的油品， 形管中指示液为水 1000kg ρ= 3/m 1a 、2a 、3a 恰好在同一水平面上，1b 、2b 、3b 及4b 也在同一高度上，1100,h mm = 2200h mm = 则各点的1a p = 2a p = 2=b p 3=b p 3h = 。（表压值，均以2mmH O 为单位） 化学工程基础习题答案武汉大学第二版 化学工程基础习题 第二章．P 69 1.解：o vac P P P =-绝 3313.31098.710o Pa P P --?=?=-绝即 385.410P Pa -?=?绝 o a P P P =- 33385.41098.71013.310Pa Pa Pa ---=?-?=-? 2.解： 2212 1212444()70d d de d d d d π πππ-=?=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有 2212 12d d u u = 若将直径减小一半，即12d 2d = 214u u ? = 即液体的流速为原流速的4倍. 4.解： g u d L H f 22 ??=λ 21111122222222f f L u H d g L u H d g λλ=??=?? 22222 2211111211212 222222 221111112222222212122221 21 226464Re 4,,26426426421()64412224 1 161111216 2416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d g du u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμ λρμρμρμρμρ??=??== ===??=????=??==???= 即产生的能量损失为原来的16倍。 6.解：1）雷诺数μ ρud =Re 其中31000kg m ρ-=?，11.0u m s -=? 3252510d mm m -==? 3110cp Ps s μ-==? 故μ ρud =Re 一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。化工原理C卷答案
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