化工基础课后习题答案(高教版)
师范类《化工基础》PPT课件 第七章化学反应工程基础习题解答
第四章习题
(4) 平推流反应器中：288K， xA=0.80、 xA=0.90时
VRqV0qkV0ln11xA
xA=0.80： V R0.0 0 .8 00 16ln11 0.800.200(m 3)
xA=0.90： V R0.0 0 .8 00 16ln11 0.900.286(m 3)
(5) 两个等容釜串联：288K， xA2=0.90时
若都在288K时反应，则
cA0 (1 k)N cAN
ln c A 0
N
cAN
ln 4.5 0.206
6.2
l n ( 1 k ) ln(1 0.0806 8)
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16
第四章习题
解： 按二级反应在平推流反应器内的空间时间计算式有：
VR
qv0
qv0
xA kcA0(1 xA )
其中 k 0 .9 7 1 0 3 m 3 k m o l 1 m i n 1
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0 .0 5 8 2 m 3 k m o l 1 h 1
6
第四章习题
cA0=cB0=4，xA=0.8时：
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第四章习题
解： 醋酐水解为一级反应。物料的体积流量为：
qV021 44 .4 600.01(m 3/m in)
(1) 全混流反应器中：288K，xA=0.80时
VR qV0kq(1V0xxA A)
0.010.8 0.0806(1 0.8)
0.496(m3)
(2) 上述全混流反应器中：313K时
7
第四章习题
7. 在某全混程为rA=kcA2，转 化率为50%。（1）如果反应器体积为原来的6倍，其他保持不变，则转化率为 多少？（2）如果体积相同，换成平推流反应器，其他保持不变，则转化率为 多少？
化学工程基础(化工原理)第9章 课后答案【khdaw_lxywyl】
均相反应过程
设t1、t2分别为转化率达 90%、99%所需要的时间，
1 1 ln t 2 k 1 − 0.99 则： = =2 1 1 t1 ln k 1 − 0 .9
ww
w. kh d
t1 = （2）t2 = 0.99 = 1650 min 0.3 × 0.2 × (1 − 0.99)
1650 = 11 150 t 2 t1 =
2
t=
xA kc A,0 (1 − x A )
乙酸、丁醇和乙酸乙酯的摩尔质量Mr分别为 6.0×10−2、7.4×10−2和 0.116kg⋅mol−1 (1 × 6.0 + 4.97 × 7.4) × 10
ww
w. kh d
= 40.1min = 0.67h （2）计算反应器有效体积 每小时乙酸用量为：
同一反应， 当初始浓度CA,0、 反应温度、 转化率相同时， 在间歇操作搅拌釜反应器和PFR 中进行反应的时间相同，即也为 4.44min。 qV,0 =
q n ,o = 0.684 = 0.137 m 3 ⋅ min −1 5
3
c A ,0
aw
0.8 = 50 min
案
= 0.4m3 ⋅ kmol−1 ⋅ min−1 对于 CSTR，则有：
1
2、在间歇操作搅拌釜反应器中进行等温液相反应 A＋B→R
k = 0.3L ⋅ mol −1 ⋅ min −1 , c A ,o = c B,O = 0.2mol ⋅ L−1 , 已知： (− rA ) = kc A c B mol ⋅ L−1 ⋅ min −1 ，
试计算反应物 A 的转化率分别达 90%和 99%所需要的时间，并作比较。 解： （1）因cA,0 = cB,0 故： (−rA) = kcA2 = kcA,02 (1 − xA)2，代入式（9-2）积分得： xA 0.9 = = 150 min kc A,0 (1 − x A ) 0.3 × 0.2 × (1 − 0.9)
化工基础(张近)课后习题答案(高等教育出版社)
流体流动和输送1、液体高度：, 器底所受的力：压强：指示液为CCl4,其读数：2、人孔面积：压力：槽壁面积：槽壁所受压力：3、4、6、（1）求空气的体积流量流通截面：体积流量：（2）求质量流量表压：绝压：空气的平均分子量：当时温度：空气密度：∴质量流量：7**、对容器A 孔口流速：体积流量：流出的总体积：液体降至0.5m处所需时间：剩余部分为非稳定流动，所需时间：对于容B由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。
8、以水平管中心线为基准面，在1－1，，2－2，间列柏式，在操作条件下，甲烷的密度：水柱压差计读数：9、10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即，(1)当读数为80mmHg时，，即误差＝1.2%(2)读数为20mmHg时，，即误差＝4.9%(3)指示液为四氯化碳时，∴流量的相对误差与以上相同。
11、体积流量：质量流量：导管中苯的流速：12、忽略阻力，，，，将数据代入，得体积流量：13、，，, , ∴＝，空气流量：质量流量：，∵，，，解得，，体积流量：14、当量直径：流速：湍流15、相对粗糙度：，查图得16、，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0，17、用试差法求流量，∵λ＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。
由Re～λ图可见，对ε＝0.001的无缝钢管而言，Re在2×104～1×107之间，λ值在0. 02～0.028之间，设λ＝0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0，查图得λ＝0.0235，苯的体积流量：qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S（若设λ＝0.024，qv=0.92L/S）校核：基本相符。
18、强烈湍流时，λ可看作常数。
，,10=1.2764×10-6/d5d5=1.2764×10-7，∴d=42mm19、（1）、（2）、（3）、20、（1）、，增加3倍（2）、（3）、，增加1倍21、（1）、, ,,,∴（2）、，，，，22、，查图，λ＝0.034,∵ P1=P2=0，H1=0，动压头可忽略有效功率：轴功率：23、,H1=0，v1=0，H2=15，v2=0.74，P1=P2=0（表压）∴理论功率：轴功率：24、，∴主管中水的流量：支管中流量：25、支路管道26、40mm水柱＝0.4kPa(表压)，绝对压：101.3+0.4=101.4kPa 50℃空气密度：空气在导管中流速：, , 查图λ＝0.026输送功率：效率：27、（1）、更换后，输出量为：扬程：（2）、两台并联两台并联后输出水量最多能达到20m3/h，但是在6.3m的扬程下，而不是25m。
化工基础课后习题答案第四章
第四章：传质过程1. 压强为 1.013×105Pa 、温度为 25℃的系统中，N 2和O 2的混合气发生定常态扩散过程。
已知相距 5.00×10-3m 的两截面上，氧气的分压分别为 1.25×104Pa 、7.5×103Pa ；0℃时氧气在氮气中的扩散系数为 1.818×10-5 m 2·s -1。
求等物质的量反向扩散时：（1）氧气的扩散通量； （2）氮气的扩散通量；（3）与分压为 1.25×104Pa 的截面相距 2.5×10-3m 处氧气的分压。
解：（1）首先将 273K 时的扩散系数换算为 298K 时的值：P 0 T 1.75D = D 0P ( T 0) 5273 + 25 = 1.818×10-5 × 1.013×10 1.013×105 × ( 等物质的量反向扩散时氧的扩散通量为：N A= RTD l = ( p A,1– p A,2)2.119×10-51.75 =2.119×10-5 m 2·s -1273 )= 8.314 × 298 ×5.00×10-3 × (1.25×104 - 7.5×103 ) = 8.553×10-3 mol· m 2·s -1（2）由于该扩散过程为等物质的量反向扩散过程，所以 - N A= N B，即氮气的扩散通 量也为 8.553×10-3 mol· m 2·s -1。
（3）因为系统中的扩散过程为定常态，所以为定值，则：/p A,2/ = p A,1- N ARTl1.52×（1014）Pa 和反向扩散与单向扩散的传（2）H 质通量大小。
解：（1）当NH 3和H 2作等物质的量反向扩散时：N A= RTD l = ( p A,1– p A,2)1p B,m = p B.2- p B.1 = 9.65×104 - 8.614 ×104-27 = 9.12×104Pa㏑p B.2 ㏑ 9.65×10 p B.17.83×10-5 8.61×1041.013×105N A= 8.314 × 298 × 0.02 × 9.12×104 × (1.52×104 - 4.80×103)= 1.825 ×10-2 mol· m 2·s -1计算结果表明，单向扩散时的传质通量比等物质的量反向扩散时的传质通量大，前者是后者的 PPN A-5= 5.29×10l mol· m -2·s -1根据扩散量等于蒸发量，得：N A· A · dt = MρAA · A · dl23t = 995.7 × 10l 2p B,m = p B.1 - p B.2 = 9.624×104 - 1.0046×105-13 = 9.84×104Pa㏑ p B.1 p B.㏑ 9.624×10 1.006×105-51.0 =2.4×10 1.013×1058.314 × 293l G· 9.84×104( 5065 - 660)l G= 4.47×10-5m武汉大学3。
化工基础练习题库及参考答案
化工基础练习题库及参考答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1、加氢裂化的特点是可以生产优质的（）。
A、航煤B、石脑油C、汽油D、重油正确答案：A2、原则上，沸点（）的物质可以作制冷剂。
A、低B、高C^不高不低D、没有特殊要求正确答案：A3、以下列烧为原料的裂解反应，所得氢收率由高到低的排列顺序为（）。
A、正丁烷＞正己烷＞异丁烷B、异丁烷＞正丁烷＞正己烷C、正己烷＞正丁烷＞异丁烷D、正己烷＞异丁烷＞正丁烷正确答案：B4、原油电脱盐中，脱盐的实现主要靠：（）oA、电场B、保证温度C、加注破乳剂D、注水正确答案：D5、当固定床反应器操作过程中发生超压现象，需要紧急处理时，应按以下哪种方式操作（）。
A、打开入口放空阀放空B、降低反应温度C、通入惰性气体D、打开出口放空阀放空正确答案：D6、釜式反应器可用于不少场合，除了（）。
A^气-固B、液-液C、液-固D、气-液正确答案：A7、流化床的实际操作速度显然应（）临界流化速度A、相同B、无关C、小于D、大于正确答案：D8、固定床反应器（）。
A、原料气从床层上方经分布器进入反应器B、原料气从床层下方经分布器进入反应器C、原料气可以从侧壁均匀的分布进入D、反应后的产物也可以从床层顶部引出正确答案：A9、间歇式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成（A^不相同B、可能相同C、可能不相同D、相同正确答案：D10、化工生产过程的核心是（）。
A、化学反应B、混合C、粉碎D、分离正确答案：A11、化工生产过程的基本任务不包括的是（）。
A、研究产品生产的基本过程和反应原理B、研究化工生产的工艺流程和最佳工艺条件C、研究安全与环保D、研究主要设备的结构、工作原理及强化方法正确答案：C12、某硫酸厂以35%S的标准硫铁矿为原料生产硫酸，设硫被全部烧成S02,如硫的烧出率为98.5%,S02的洗涤净化率为94%,硫的转化率为99%,则IOO 吨硫铁矿可得()吨100%硫酸A、104.5B、32.1C、98.3D、280.7正确答案：C13、裂解气中酸性气体的脱除，通常采用乙醇胺法和碱洗法，两者比较()。
化工基础第5章习题答案
第5章 传质过程及塔设备5.2气体的吸收1.空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+ 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218ss c x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算//1170010610018X ==． 或 ..00105001061100105x X x ===--．3.进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y =摩尔比 (1110101111101)y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为()...211109011100111Y Y η=-=-⨯=（）摩尔分数 ...22200111=0010981100111Y y Y ==++4.l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
化学工程基础习题答案
化学工程基础习题答案第二章流体流动与输送5、解：0013.60.22.181.25gH gRgR H mg ρρρρ=⨯=== 00 1.25 2.181.701.6gH gRH R mρρρρ=⨯=== 6、解：1001223113.60.1302.210.80()2(2.210.2)800 6.051044gH gRR H mm d H h kgρρρρππρ=⨯====+=+⨯=⨯ 10、解：列柏努力方程221122122212121222210,20,0,12.3213.382ff p u p u z z hg g g gu z m z p p u h g u gρρ++=+++======⨯⨯=∑∑ 解得12 3.44u m s -=⋅22313120.1 3.440.027 1.62min 44v q d u m s m ππ--==⨯⨯=⋅=⋅11、解：列柏努力方程()()()2211221222122121212212212222212122()20()22()2i i i p u p u z z g g g g p p u u z z g g z z p p p uu ghu u u u h g gρρρρρρρρρρρ++=++--=-+-=∆=-=-=---=≈=-1122112221700/360014.0(0.21920.006)441700/360026.7(0.15920.0045)440.037737.7v v q u m s d q u m s d h m mmππππ--===⋅⨯-⨯===⋅⨯-⨯==12、解：列柏努力方程221211222212212121122312222()()20,215.8()114.5()()114.5102u u z g p z g p ggu u p z z g p z z p kPa kPa u u p ρρρρρρρ++=++-=-++-===-=+⨯绝压表压 1122112220.5/36000.4420.02440.5/360019.70.00344v v q u m s d q u m s d ππππ--===⋅⨯===⋅⨯22321000(0.44219.7)104.51079.42p kPa ⨯-=+⨯=-17、解：列柏努力方程221122122221212121121122222()216,0,06/36002.91(0.03220.0025)44e fe fv p u p u z H z h g g g g p p u u H z z h g gz z m p p u q u m s d ρρρππ-+++=+++--=-+++-=======⋅⨯-⨯∑∑900弯头阻力系数ξ=0.75 全开截止阀阻力系数ξ=6.0531230 2.910.027Re 1.01109.510ud ρμ-⨯⨯===⨯⨯，查图得到λ=0.026 2280 2.91(60.754 6.0)(0.026 4.524)45.5520.0272f l u h m d g g λ=+⨯+⨯=⨯++=∑222212121 2.91()16045.5561.9822e f p p u u H z z h m g g gρ--=-+++=+++=∑18、解：列柏努力方程221122121212122150,0,15ffp u p u z z h g g g g z z m p p u hρρ++=+++-=====∑∑忽略动能假设流体流动类型为层流2222222222520010.2224.251040.43415e f V f l l u u u h d g d g dqu d d h d λλλπλ---+==⋅===⨯==∑∑解得0.111d m = 核算1223.454Re V q u m s d udπρμ-==⋅==22、解：列柏努力方程220022022220202020020112222()26.5,0,05/36000.630.05344e fe fv p u p u z H z h g g g g p p u u H z z h g g z z m p p u q u m s d ρρρππ-+++=+++--=-+++-=======⋅⨯∑∑由连续性方程得到221212220.530.63 1.05/0.41d u u m s d ==⨯=113223112218300.630.053Re 122250101830 1.050.041Re 15765010640.052Re 640.041Re u d u d ρμρμλλ--⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯====900弯头阻力系数ξ=0.75 全开截止阀阻力系数ξ=6.0 三通阻力系数ξ=1.022112212121222(40.752 6.01)[(300200)50.75]22400.6325 1.05 (0.0523121)[0.041(300200) 3.75]0.05320.0412 1.12 2.77 3.89ff f l u l u h hh d g d gg gmλλ=+=+⨯+⨯+++++⨯=+++++++=+=∑∑∑222020202()21.05=6.5+3.8910.452e fp p u u H z z h g gm gρ--=-++++=∑10.455/360018309.814340.4340.6V Heq gP W kW ρη⨯⨯⨯====24、解：根据汽蚀余量的定义2111102210102212101.32573.328.0250.75100.03810 2.050.084Va p p u h g g gp kPa u C m s d u u m sd ρρ--∆=+-=-====⋅==⨯=⋅ 查表得到p V =2.3346kPa代入上式解得2231128.025 2.3346 2.0510 2.8429989.8129.81V a p p u h m g g g ρρ-∆=+-=⨯+=⨯⨯第三章 传热过程 2、解：⑴2111121222213330.250.1791.40.130.8670.150.200.250.8R m K W R m K W R m K W δλδλδλ---===⋅⋅===⋅⋅===⋅⋅⑵22328202606460.867T T q W m R ---===⋅ ⑶23112313123646116820260560162838T T Tq W m R R R R R T KT K T K T K-∆∆∆====⋅++∆=∆=-=∆=∆=8、解：热量衡算36111222216213226216000() 3.010(485155) 1.65103600()1.6510503765800 3.141036001.6510514(485376)(15550)302m p m p m p mm Q q c T T W Q q c t t Q t t q c Q KA t Q K W m K A t --=-=⨯⨯⨯-=⨯=-⨯=+=+=⨯⨯=∆⨯===⋅⋅-+-∆⨯10、解： ⑴热量衡算：乙醇冷凝热3511500/360088010 1.2210m Q q r W ==⨯⨯=⨯乙醇冷却热3421112()500/3600 2.810(78.530) 1.8610m p Q q c T T W =-=⨯⨯⨯-=⨯ 水的用量122231541122231()1.2210 1.8610 1.67() 4.2(3515)m p m p Q Q q c t t Q Q q kg s c t t -+=-+⨯+⨯===⋅-⨯- 冷却器水出口温度的计算222214221322()1.86101517.71.67 4.210m p m p Q q c t t Q t t q c =-⨯=+=+=⨯⨯ 冷却器面积的计算 以外表面为基准21112211380124111700201000(78.517.7)(3015)33(78.517.7)ln(3015)m K W m K d d t Kαα--===⋅⋅+⋅+⋅---∆==--214221 1.8610 1.4838033mm Q KA t Q A m K t =∆⨯===∆⨯ 冷凝器面积的计算211122116731241113500201000(78.535)(78.517.7)51.7(78.535)ln(78.517.7)m K W m K d d t Kαα--===⋅⋅+⋅+⋅---∆==--125212 1.2210 3.5167351.7mm Q KA t Q A mK t =∆⨯===∆⨯ 总面积212 1.48 3.51 4.99A A A m =+=+=⑵1 4.99333.140.0242A n d l π===⨯⨯根 16、解： ⑴361162221661232214000109251.03103600() 1.03101.0310 1.031012.3() 4.1810(4020)m m p m p Q q r WQ q c t t W q kg s c t t -⨯⨯===⨯=-=⨯⨯⨯===⋅-⨯⨯-⑵因为酒精冷凝为相变传热，因此并流或逆流没有差别 ⑶1212()()(7820)(7840)47.3()7820ln ln7840()m T t T t t T t T t ------∆===----℃第五章 吸收6、解：⑴42421134 1.34100111 1.3427363.8410 1.02103.6610Y y x Y E m p m K k k K kmol m s -----====+=+=⨯⨯=⨯⋅⋅ ⑵气膜阻力321411 2.60103.8410y m s kmol k --==⨯⋅⋅⨯ 液膜阻力22121.34 1.31101.0210x m m s kmol k --==⨯⋅⋅⨯332.610==0.9522.610131⨯⨯+气膜阻力总阻力气膜阻力远大于液膜阻力，因此为气膜控制 ⑶* 1.340.050.067y mx ==⨯=*0.10.9520.10.0670.06860.06860.05121.34i ii i i y y y y y y y x m --==--==== 9、解：1220.08/1140.0930.08/114(10.008)/135)0.0081140.000950.0008/114(10.0008)/135)0X X Y ==+-⨯==+-=最小汽液比的计算12*min 12121210.0930.00095 1.980.0930.503 1.98 5.945.940.0930.0009500.01555.94X X V L Y Y VL X X V L Y Y Y --⎛⎫=== ⎪-⨯-⎝⎭=⨯=-==--=+= **1122*11*2212()()(0.50.0930.0155)(0.50.000950)0.0073(0.50.0930.0155)ln ln (0.50.000950)0.015502.050.00730.8 2.05 1.64m OG m OG OG Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y H H N m---⨯--⨯-∆===⨯--⨯----===∆=⋅=⨯=12、解：⑴根据已知条件可得12120.01(1)0.0010Y Y Y X η==⋅-==12*min 1212min 121210.010.0010.90.0101.5 1.350.00671.35Y Y L V X X Y Y L L V V X X Y Y X --⎛⎫=== ⎪--⎝⎭-⎛⎫=== ⎪-⎝⎭-== **1122*11*2212()()(0.010.0067)(0.0010)0.00193(0.010.0067)ln ln (0.0010)0.010.0014.660.00193m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y ------∆===------===∆ ⑵可增大吸收剂用量12120.01(1)0.00050Y Y Y X η==⋅-== 120.010.00054.660.00204OG m m m Y Y N Y Y Y --===∆∆∆=***11221**111*22*1*11()()(0.01)(0.00050)0.00204(0.01)ln ln (0.00050)0.004680.00468m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y X Y ------∆===----===1212'0.010.00052.030.004680' 2.031.35' 2.03 1.350.50450.4%1.35Y Y L V X X L VL VL L V VL V--===--==--===第六章 精馏 5、解： 解方程组0.7230.2631.250.0187y x y x =+=-得0.535F x = 解方程组0.7230.263y x y x=+=得0.949D x = 解方程组1.250.0187y xy x ==-得0.0748W x =0.26312.6Dx R R =+= 12、解：已知精馏端操作线方程为0.720.25y x =+0.7212.570.2510.893DD RR R x R x =+==+=平衡线方程为2.21 2.211(1)1(2.211)1 1.212.21 1.21x x xy x x xyx yαα===+-+-+=-011*0101*1111210.650.8930.7912.21 1.210.8930.65(0.8930.791)0.8270.720.250.845mL D x x E x x x y x y x y x y x -==-=====-=-⨯-==+=7、解：⑴由进料状态方程6 1.5y x =-可知611.2qq q =-=1.510.3F F x q x =-= 平衡线方程为21(1)1x x y x xαα==+-+ 由平衡线方程和进料状态方程可解得交点坐标为0.3330.496e e x y ==最小回流比0.940.496 2.720.4960.3331.5 4.08D e M e e M x y R y x R R --===--== 精馏段操作想方程为10.8030.18511F R y x x x R R =+=+++ ⑵物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：1150,0.30,0.04,0.94F W D W kmol h x x x -=⋅===解得：1160.94,210.94D kmol h F kmol h --=⋅=⋅⑶提馏端操作线方程 4.0860.94 1.2210.94150 4.0860.94 1.2210.94150 4.0860.94 1.2210.94150 1.430.017W W R D qF W y x x R D qF W R D qF Wx x x ⋅+=-⋅+-⋅+-⨯+⨯=-⨯+⨯-⨯+⨯-=- 9、解：⑴物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：0.40,0.02,0.97F W D x x x ===解得2.5, 1.5F D W D ==回收率0.970.972.50.4D F DX D Fx D η⨯===⨯ ⑵根据q 的定义30.623q ==+ q 线方程为1 1.5111F q y x x x q q =-=-+-- 平衡线方程为21(1)1x x y x xαα==+-+ 由平衡线方程和进料状态方程可解得交点坐标为0.3330.501e e x y == 0.970.501 2.790.5010.3331.8 5.02D e M e e M x y R y x R R --===--==提馏端操作线方程5.020.6 2.5 1.5 5.020.6 2.5 1.5 5.020.6 2.5 1.5 1.300.006W W R D qF W y x x R D qF W R D qF WD D D x x D D D D D D x ⋅+=-⋅+-⋅+-+⨯=-+⨯-+⨯-=- 13、解：⑴物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：14000,0.30,0.05,0.910.91/46'0.7980.91/460.09/18F W D D F kg h x x x x -=⋅=====+转换成摩尔分数 解得111304,2696D kg h W kg h --=⋅=⋅ ⑵精馏段操作线方程1'0.667 2.6611D R y x x x R R =+=+++ ⑶1133131313040.9113040.09'32.34618(1)'96.996.9108.314(27378)27910.775101.310V D kmol h V R D kmol h q m h m s ----⨯⨯=+=⋅=+=⋅⨯⨯⨯+==⋅=⋅⨯1.28D m ==。
《化工基础》习题库(含答案)
化工基础试题初级一1、在国际单位制中，重量的单位是（），1公斤力=（）牛顿。
答:牛顿9.82、汽化有两种方式，即( )和( )。
答:蒸发沸腾3、热传递是由于物体之间（）的不同而引起的，其基本的方式有( )，( )，( )。
答:温度热传导热对流热辐射4.依靠流体流动作相对位移而进行的传热叫（）,它有（），（）两种形式。
答:对流传热自然对流强制对流5.在液体表面进行的汽化现象叫（），在液体内部和表面同时进行的汽化现象叫（）。
答:蒸发沸腾6.大气压、绝对压力与表压三者之间的关系为（）。
答:绝对压力=大气压+表压7.压缩比是压缩机（）和（）之比。
答:出口气体绝对压力入口气体绝对压力8.按照泵的吸入方式可将离心泵分为（）和（）两类。
答:单吸泵双吸泵9.当被测容器内压力大于外界大气压，所用测压仪表称为（），当被测容器内压力小于外界大气压，所用测压仪表称为（）。
答:压力表真空表10.离心泵叶轮的作用是将（）传给液体使流体的（）和（）均有所提高。
答:原动机的机械能静压能动能11.离心泵叶轮按结构不同一般可分为（），（），（）三种类型。
答:闭式半开式开式25. 1211灭火器适用于（）。
答:可燃性气体、液体、电气火灾39.测量仪表测量目的是________。
答:为了获得被测量的真实值40、气动仪表所用的能源是_______，标准信号是_________。
答:压缩空气，20-100KPa45.在自动调节系统中，调节器的积分时间越大，表示其积分作用_________。
答:越弱46. 在生产中，要求自动调节系统的过渡过程必须是一个_________振荡过程。
答:衰减47. DCS的含义是___________。
答：分散型控制系统48. DCS操作画面中，MAN表示________，AUTO表示_________。
答:手动，自动选择题1.氧气呼吸器在使用前，应检查氧气压力大于（）atm。
A.80B.100C.30答:B2.安全阀起跳压力为压力容器工作压力的_________倍。
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流体流动和输送1、液体高度：, 器底所受的力：压强：指示液为CCl4,其读数：2、人孔面积：压力：槽壁面积：槽壁所受压力：3、4、6、（1）求空气的体积流量流通截面：体积流量：（2）求质量流量表压：绝压：空气的平均分子量：当时温度：空气密度：∴质量流量：7**、对容器A 孔口流速：体积流量：流出的总体积：液体降至处所需时间：剩余部分为非稳定流动，所需时间：对于容B由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。
8、以水平管中心线为基准面，在1－1，，2－2，间列柏式，在操作条件下，甲烷的密度：水柱压差计读数：9、10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即，(1)当读数为80mmHg时，，即误差＝%(2)读数为20mmHg时，，即误差＝%(3)指示液为四氯化碳时，∴流量的相对误差与以上相同。
11、体积流量：质量流量：导管中苯的流速：12、忽略阻力，，，，将数据代入，得体积流量：13、，，, , ∴＝，空气流量：质量流量：，∵，，，解得，，体积流量：14、当量直径：流速：湍流15、相对粗糙度：，查图得16、，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=，P2=0，17、用试差法求流量，∵λ＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。
由Re～λ图可见，对ε＝的无缝钢管而言，Re在2×104～1×107之间，λ值在～之间，设λ＝，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0，查图得λ＝，苯的体积流量：qv=××=S（若设λ＝，qv=S）校核：基本相符。
18、强烈湍流时，λ可看作常数。
，,10=×10-6/d5d5=×10-7，∴d=42mm19、（1）、（2）、（3）、20、（1）、，增加3倍（2）、（3）、，增加1倍21、（1）、, ,,,∴（2）、，，，，22、，查图，λ＝,∵P1=P2=0，H1=0，动压头可忽略有效功率：轴功率：23、,H1=0，v1=0，H2=15，v2=，P1=P2=0（表压）∴理论功率：轴功率：24、，∴主管中水的流量：支管中流量：25、支路管道26、40mm水柱＝(表压)，绝对压：+= 50℃空气密度：空气在导管中流速：, , 查图λ＝输送功率：效率：27、（1）、更换后，输出量为：扬程：（2）、两台并联两台并联后输出水量最多能达到20m3/h，但是在的扬程下，而不是25m。
实际并联两台的输出水量总小于20m3/h。
两台串联的水泵扬程最多为，但是在流量为10m3/h时，实际串联两台的扬程总小于。
28、30℃时水的蒸汽压：当地大气压：允许安装高度：现安装在水源上3m处，不能正常运转。
29、允许安装高度＝允许吸上高度－当地大气压低于标准大气压折算的压头－水蒸气压高于20℃水蒸气压折算的压头－阻力－动压头50℃水蒸气压：，20℃为蒸汽压之差＝大气压之差＝－100==(1)、当流量为20m3/h时，允许安装高度：Hg=(2)、流量为30m3/h，允许安装高度：Hg=30、流动型态由Re决定，要使流动型态相似，则两种情况下Re应相等。
设1为设备条件，2为模型条件，31、（1）、（2）、，（3）、传 热1、a 、散热速率：29606.024.09.024.060700m W t A =+-=∆=Φ∑λδ交界面温度：℃44424.09.0960700/1112=-=Φ-=δλAt tb 、23606.024.009.01.09.024.060700m W t A =++-=∆=Φ∑λδ2、根据，()t t A -'=Φ1α 炉气温度：℃73230960700/1=+=Φ+='αA t t 外界温度：℃122096060/233=-=Φ-='αA t t4、设交界面温度为t()()30803021-=-=Φδλδλt ∴℃230305050200305021=+⨯=+⨯=δδt6、设饱和蒸汽的K m W.100002=α，304kPa 饱和蒸汽温度＝134℃∵2212412<=r r ，∴mm r m 5.2222124=+= 不保温时：()()m W r r r t t l m 257024.01510225.045003.0021.01000012013414.32112221121=⨯+⨯+⨯-⨯⨯=++-=Φαλδαπ保温时：()()mWr r r r t t lm m 7.107024.0151037.015.003.00225.045003.0021.01000012013414.32112222221111121=⨯+⨯+⨯+⨯-⨯⨯=+++-=Φαλδλδαπ7、(1)、12ln 12r r t l λπ∆=Φ， 57.13060ln 3090ln ln ln 1212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''=Φ'Φr r r r ，∴Φ=Φ'63.0（2）、22121ln 12r r r tl αλπ+∆=Φ342.106.01013060ln 15.0109.01013090ln 15.011ln 11ln122122212=⨯+⨯+='+'+=Φ'Φr r r r r r αλαλ，∴Φ=Φ'746.08、(1)、设绝热层外表面温度为t()()045.0121202025.0045.0ln15.013002⨯-=-t l t l ππ，解得t=110℃（2）、()())045.0(121202045.0045.0ln10.01025.0045.0ln 15.013002δπδπ+⨯-=++-t l t l 用试探法求得δ＝=20mm ℃10417520025300ln)175200()25300(=-----=∆m t11、()1023323223105.14)105.1(1201501018002.181.9⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯=∆=--μβρtgl Gr2215.0105.1102.2Pr 33=⨯⨯⨯==-λμC7101010210319105.1422Pr ⨯>⨯=⨯⨯=⨯Gr ，为湍流∴K m W Gr d.2316.372Pr)(135.0==λα釜壁温度认为＝蒸汽温度，主要是因为新器壁的导热系数很大，即钢的导热系数大。
13、∵7910210Pr ⨯>=⨯Gr ，属于自然对流中的湍流传热。
31Pr)(135.0Gr dλα=，其中223μβρtgl Gr ∆=，小管下标为1，大管为2，则3122231223212//⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∆=l l t gl t gl Gr Gr μβρμβρ，1012123112===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d d l l Gr Gr ，1//Pr Pr 12==λμλμC C因为温度和物系相同，λ、d 、C 、μ、ρ、β、Δt 均不变，因小管传热时7102Pr ⨯>⨯Gr ，则大管7102Pr ⨯>>⨯Gr ，10Pr Pr 31112212=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=Gr Gr αα，∵t A ∆=Φα，对单位面积而言，101212==ΦΦαα∴1210Φ=Φ，即单位面积的热损失不同，比值为10。
14、2212111ln 112r r r r tL αλαπ++∆=Φ初始时，令分母＝P105335.00125.0150001011.00125.0ln 501011.0200011=⨯++⨯=p积垢后，令分母＝P21532.00125.0150001011.00125.0ln 501010.0011.0ln 11010.0200011ln 1ln 112221122122111112=⨯+++⨯=+++=r r r r r r p αλλα∴%8.341532.005335.0111212===ΦΦp p 传热量为原来的%15、mt KA ∆=Φ，274.103840225.014.3m n dl A =⨯⨯⨯=⨯=π℃4524050=+=∆m t ，381⨯=ρvA q m()SJt C vA t C q m 6443286090300012003802.0785.05.03821=-⨯⨯⨯⨯⨯=∆⨯⨯=∆=ΦρK m Jt A K m 213334574.10644328=⨯=∆Φ=冷流体的质量流量：()S kgt C q m 7.1020403000644328=-=∆Φ=17、并流：()()℃6.114180220100350ln1802201003501=-----=∆m t逆流：()()℃6.143100220180350ln1002201803502=-----=∆m t2211m m t KA t KA ∆=∆=Φ25.16.1146.1431221==∆∆=m m t t A A19、()74.1228.08.08.0==='v v ααK m W K 25.317137043500050050074.150050074.1==+⨯⨯⨯= ()()20221-''='-t C q T T C q mm ρρ，m mq q 2='50212022-'='-t T ∴，216022T t '-='()()()2080002040001000002.020222-'=-'⨯⨯=-''t t t C q mρ()()()20120ln20120205.31720800022222-''--'-'-⨯⨯=∆=-'T t T t t KA t m将216022T t '-='代入，设℃2.492='T ，整理4.352.296.64ln4.3579375.04.35=⨯=方程两边相等，说明假设正确，∴热流体出口温度＝℃。
21、下标1表示热，2表示冷。
)285310()370420(2211-=-C q C q m m ，∴5.02211=C q C q m m增长后：)285()370420(22211-'=-t C q C q m m22211285)350420(t C q C q m m '=+-，∴K t 3202='原来的传热温差：()Kt m 5.972)285370(3104201=-+-=∆管长增长后：()Kt m 5.822)285350(3204202=-+-=∆下标1为原来，2为增长后4.12853102853201212=--=∆∆=ΦΦt C q t C q m m ，4.1112212=∆∆=ΦΦm m t KA t KA ，655.15.825.974.112=⨯=A A∵rl A π2=，655.112=l l ，故增长%(2)、并流时)285310()370420(2211-=-C q C q m m ，5.02211=C q C q m m增长后：)285()350420(22211-=-t C q C q m m ，∴t2=320K原来：()()Kt m 5.92310370285420ln310370285420=-----=∆增长后：()()Kt m 8.69320350285420ln320350285420=-----=∆855.18.695.924.112=⨯=A A∴并流时换热器管长应增加％22、mt KA ∆=ΦJt C q Q m 100000000)2060(25001000=-⨯=∆=⨯Φ=τK m WK 221217.7401000080010000800=+⨯=+=αααα，一侧恒温，K t m 7.574080ln 4080=-=∆mm t dl K t KA ∆=∆=Φτm t d K Ql m 6.87.57048.014.37411800100000000=⨯⨯⨯=∆=πτkg H Q D 3.443.2258100000000==∆=，()℃饱和蒸汽的汽化热100--∆H∴把10吨20℃的盐水加热到60℃，需饱和蒸汽23、求换热面积：28.12022.014.313m dl n A =⨯⨯⨯==π热量衡算：油释出热量＝水吸收热量tC q T C q m m ∆=∆11)15(420036001400)90(22003600160022-⨯=-⨯t T 2267.1115t T -=()()1590ln1051590ln 159022222222----=-----=∆T t t T T t T t t m（未完）24、tC q t KA m m ∆=∆()2221000180000218020002)100(201005400t t t -=-=-+-⨯1920009600)20(200080012.05.0)(2212-=-⨯⨯⨯=-=∆t t t t C vA t C q m ρ1920009600100018000022-=-t t解得t2=℃25、冷凝放热量：kJH D Q 440000880000500=⨯=∆=冷却放热量：kJt Cp q Q m 67900)305.78(2800500=-⨯=∆='S J Q Q q /14110036005079003600=='+=冷却水用量：t p C q m '∆'=ΦS kgp C q m 68.1204200141100)1535(=⨯=-'Φ=冷却段传热面积A2：S kJ9.183600679002==Φ，15℃的水吸收q2的热量温度变为t2℃68.268.1420018900=⨯='Φ=∆p C q t mt2=t1+=15+=℃ Δt1=T2-t2=Δt2=T3-t1=30-15=15℃℃7.324.182.451582.60ln1582.60==-=∆m tK m W K 221218.41110007001000700=+⨯=+=αααα2224.17.328.41118900m t K A m =⨯=∆Φ=冷凝段传热面积A1:S kJ /2.12236004400001==Φ℃的水吸收q1的热量温度变为t3=35℃℃7.51335.032.17355.7868.175.78ln)355.78()68.175.78(==-----=∆m tK m W K 221218.7771000350010003500=+⨯=+=αααα21104.37.518.777122200m t K A m =⨯=∆Φ=m d m 022.02222024==+=A=A1+A2=根＝12.322022.044.4ππ⨯⨯==dl A n化学反应器0、k 的单位： 1331-+--=h mkmol k n n ()()11--=时间浓度nC k ，浓度＝3-m kmol0级反应：h m kmolk C 3=1级反应：()110)(--==S k C 时间浓度2级反应：()S kmol m S m kmol k C .)(311311=⎪⎭⎫ ⎝⎛==----时间浓度 S P k na P -=1 0级反应：S Pa k P /= 1级反应：1-=S k P 2级反应：11--=S Pa k P S m kmolr 3＝时间浓度=对于气相反应，n Ap A pk r =-，A r -的单位＝S m kmol 3，p A 的单位＝2m N ，k p 的单位＝132223...---=⎪⎭⎫⎝⎛=-=S m N kmol m N S m kmolp r k n n n A A pk p 与k c 的关系：np n c pk C k =，p=CRT ，∴RT p C =n p nC p k RT p k =⎪⎭⎫ ⎝⎛，()n C p RT k k -=，或()n p C RT k k =1、化学计量式：Z B A 22→+ t=0时，n A0=，n B0=，n Z0=，t=t 时，n A =，43.014.008.014.000=-=-=A A A A n n n x∴，n B =n B0－n A0×x A =－×＝n Z =n Z0+n A0×x A =+×=反应进度：mol x n AAA 06.0143.014.00=⨯==νξ反应进行完全时的反应进度：mol x n BBB B 1.02.12.00=⨯==νξ2、（1）、速率常数k p = 其单位为，h P S P P S P p r k a a a a A A p .11/22===-=(2)、h m molh dt mol dn m V r A A .)()()(133=-=h mol m m mol h m mol C r k A A ..32332=⎪⎭⎫⎝⎛==对于理想气体，RT n p A A =，RT C RT V n p A AA ==，266.3A A p dt dp =-变为 ()()266.3RT C dt RT C d A A =-，∴ 266.3A A RTC dt dC =-∴⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯=⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=hr kmol m K atm p K kmol atm m hr p k a a c 37310217.1400110132508206.0166.34、()倍6804.10002.0314.8/75000)92317731(/773/0923/0773923=====⨯---e ee e A e A r r R E RE RE6、对于二级反应，)11(10A A C C k t -=S t 5.1161101.0185.011=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=，S t 4.1175101.0185.012=⎪⎭⎫⎝⎛-=讨论：对于二级反应，若要求C A 很低时，虽然初始浓度相差甚大，但所需要的反应时间却相差甚微。