化工原理下册答案
第五章 蒸馏
一、选择与填空
1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。
2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。
3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x
y x
αα=
+-。根据α的大小，可
用来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。
4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。
5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。
6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。
7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。
8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0=116.9kPa,p B 0=46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。
9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。
10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min
11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。
注：23
()
550.6V V L V
F V L V L
I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5，则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1
*
1
n n MV n n y y E y y ++-=
- 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。
14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V ’ 增加 、下降液体量L ’ 增加 。
15、操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大 ，提馏段液气比L ’/V ’ 减小 ，x D 增加 , x W 减小 。
16、操作中的精馏塔，保持F 、x F 、q 、V 不变，增加W ，则x D 增加 , x W 增加，L/V_增加_。
17、在连续精馏塔中，若x F 、x D 、R 、q 、D/F 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需的理论板数N T 减小 ，x W 增加。
18、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是 都需要加入某种添加剂 。两者的主要区别是 恒沸精馏时添加剂需与被分离组分形成恒沸物 和 恒沸精馏的添加剂气化
后由塔顶排出，耗能大。
19、某二元混合物，若液相组成x
A 为0.45，相应的泡点温度为t
1
；汽相组成y
A
为0.45，露点温度为t2，则 A 。
A．t
1< t
2
B．t
1
=t
2
C．t
1
>t
2
D．不能判断
20、两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系 B 。
A．容易 B．困难 C．完全D．不完全
21、精馏塔的操作线为直线，其原因是 D
A．理论板假定 B．理想物系
C．塔顶泡点回流 D．恒摩尔流假定
22、分离某两组分物系，进料量为10kmol/h，组成x
F
为0.6，若要求馏出液组成x D不小于0.9，则最大馏出液量为 A
A．6.67kmol/h B．6 kmol/h C．9 kmol/h D．不确定
23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板，其汽相组成关系为_B_。
A. y
n+1>y
n
>y
n-1
； B. y
n+1
n n-1 ； C. y n+1 =y n =y n-1 ； D. 不确定。 24、在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏得的气相总组成为x D1 ，用平衡蒸馏得的气相总组成为x D2，若两种蒸馏方法所得的气相量相同，则 A A. x D1> x D2 ； B. x D1 = x D2 ； C. x D1 D2 ； D. 不能判断 25、在精馏塔的图解计算中，若进料热状态变化，将使 B A．平衡线发生变化 B．操作线与q线发生变化 C．平衡线与q线变化 D．平衡线与操作线变化 26、操作中的精馏塔，若选用的回流比小于最小回流比，则 D A．不能操作 B．x D , x W 均增加 C．x D , x W 均不变 D．x D 减小, x W 增加 27、操作中的精馏塔，若保持F 、q 、x D 、x W 、V ’不变，减小x F ，则 C A ．D 增大、R 减小 B ．D 减小、R 不变 C ．D 减小、R 增大 D ．D 不变、R 增大 28、用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成x D 、x W ，当进料组成为x F1时，相应的回流比为R 1；进料组成为x F2时，相应的回流比为R 2。若x F1< x F2，进料热状况不变，则 C A ．R 1< R 2 B ．R 1=R 2 C ．R 1> R 2 D ．无法判断 29、用精馏塔完成分离任务所需理论板数N T 为8（包括再沸器）若全塔效率E T 为50%，则实际板数为 C A ．16 B ．12 C ．14 D ．无法确定 30、在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.7℃，欲使该两组分混合物得到分离宜采用 C A ．恒沸精馏 B ．普通精馏 C ．萃取精馏 D ．水蒸汽精馏 吸收复习题 一、 对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E 将_不变_, 相平衡常数m 将_增大_, H 将_不变_ 二、 亨利定律表达式Ex p e =, 若气体在水中的亨利系数E 值很小，说明该气体为_易溶_ 气体 三、 在吸收过程中，K y 和k y 是以__y —y *_和_y —y i _为推动力的吸收系数，它们的单位是 _kmol/(m 2·s ·Δy) 四、 若总吸收系数和分吸收系数的关系可以用 L G G Hk k K 1 11+=， 其中G k 1表示_气膜阻 力，当_1/（Hk L ）_项可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。 五、 在1atm ，20℃时，某浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数k G =0.1kmol/（)2 atm h m ??, 液膜吸收系数 k L =0.25kmol/（)/3 2 m kmol h m ??, 溶质的亨利系数 H=149.3)/(3 atm m kmol ?, 则该溶质为_易溶_气体，气相总吸收系数K y =_0.0997_kmol/（)2 h m ? 六、 一般而言，两组分A ，B 的等摩尔相互扩散体现在__精馏__单元操作当中，而组分A 在B 中单相扩散体现在__吸收__单元操作中。 七、 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制物系，体积吸收总系数K Y a 值将_不变 _, 对液膜控制物系，体积吸收总系数K Y a 值将___减小__ 八、 双膜理论是将整个相际传质过程简化为_通过气、液两膜层的分子扩散过程__ 九、 吸收塔的操作线方程和操作线是通过__物料衡算__得到的。它们与__平衡关系_、_操 作温度__和__压强及塔的结构__无关。 十、 吸收因数A 可表示为_L/mG_, 它在Y-X 图中的几何意义是_操作线斜率和平衡线斜率 之比_ 十一、 若分别以S 1、S 2、S 3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数， 吸收过程中操作条件相同，则S 1_大于__S 2__大于__S 3 十二、 吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率__变小__,吸收推动力__变小__ 十三、 吸收过程中，物系平衡关系可以用Y *=mX 表示，最小液气比的计算式min ??? ??G L = 21 2 1X m Y Y Y -- 第七章 固体物料的干燥 一、选择与填空 1、对流干燥的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压；干燥过程是 传热与传质 相结合的过程。 2、在101.33kPa 的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K ，相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下的下列状态参数变化的趋势是：湿度H 不变 ，相对湿度Φ 减小 ，湿球温度tw 升高 ，露点td 不变 。 3、在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度由t1降到t2，该空气下的下列状 态参数变化的趋势是：湿度H减小，相对湿度Φ100%，湿球温度tw降低，露点 td 降低。 4、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测定空气的湿度。 5、测定空气中水汽分压的实验方法是测量露点。 6、恒定干燥条件是指空气的温度、湿度、流速均不变的干燥过程。 7、在一定的温度和总压下，以湿空气作干燥介质，当相对湿度Φ较大时，则湿 物料的平衡水分相应较高，其自由水分相应较低。 8、恒速干燥又称表面汽化控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是干燥 介质的状况、流速、与物料的接触方式；降速干燥又称内部迁移控制阶段， 影响该阶段干燥速率的主要因素是物料结构、尺寸、与干燥介质的接触方式、 物料的温度等。 9、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于空气的湿球温度。 10、在常压和40℃下，测得湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度Φ之间的平 衡关系为：当Φ=100%时，平衡含水量X*=0.16kg/kg绝干料，当Φ=40%时，平衡 含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.23kg/kg绝干料， 现让该物料在40℃下与Φ=40%的空气充分接触，非结合水含量为 0.07 kg/kg绝 干料，自由含水量为 0.19 kg/kg绝干料。 11、在恒定干燥条件下测得湿物料的干燥速率曲线如图示，其恒速阶段的干燥速 率为 2.0 kg水/m2·h，临界含水量为 0.2 kg/kg绝干料，平衡含水量为0.04 kg/kg绝干料。 12、理想干燥过程（绝热干燥过程）是指不向干燥器补充热量、忽略热损失、忽略加热物料所消耗的热量，干燥介质进入和离开干燥器的焓相等 13、写出三种对流干燥器的名称厢式干燥器、流化床干燥器、气流干燥器等。 14、固体颗粒在气流干燥器中经历加速运动和恒速运动两个运动阶段，其中加速运动是最有效的干燥区域。流化床干燥器适用于热敏性物料的干燥，处理粒径为 30μm~6mm 粉状物料最为适宜。 15、若已知湿空气的如下两个性质参数，则 C 可在H–I图确定湿空气的状态。A．H、p B．H、t d C．H、t D．I、t as 16、当湿空气的相对湿度Φ=60%，其干球温度t、湿球温度t w和露点t d之间的关系为 B A．t = t w=t d B．t >t w>t d C．t 17、空气在预热过程中不变化的参数是 D A．焓 B．相对湿度 C．湿球温度 D．露点 18、物料的平衡水分一定是 A A．结合水 B．非结合水 C．临界水分 D．自由水分 19、在恒定干燥条件下将含水量为0.2（干基，下同）的湿物料进行干燥，当干燥至含水量为0.05时干燥速率下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为 0.004，则物料的临界含水量为 A ，平衡含水量为 C A．0.05 B．0.20 C．0.004 D．0.196 20、同一物料，如恒速阶段干燥速率加快，则该物料的临界含水量将 C A．不变 B．减少 C．增大 D．不一定 21、已知物料的临界含水量为0.18（干基，下同），现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面温度θ为 A A．θ> t w B．θ= t w C．θ= t d D．θ= t 22利用空气作介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，预缩短干燥时间，可采取的最有效措施是 B A．提高干燥介质的温度 B．增大干燥面积、减薄物料厚度 C．降低干燥介质的相对湿度 D．提高空气流速 23、在等速干燥阶段，用同一种热空气以相同的流速吹过不同种类的物料层表面，对于干燥速率的正确判断是 A A．随物料种类的不同而有极大差别 B．随物料种类的不同可能会有差别C．各种不同种类的物料的干燥速率相同 D．不好判断 24、测定物料临界湿含量对固体物料干燥过程的意义在于对于干燥操作和干燥器的设计有指导意义。 25、某常压湿空气由t1被加热到t2，则空气的性质参数变化为： H1（B）H2、φ1（A）φ2、I1（C）I2、t d1（B）t d2、t w1（C）t w2、t as1（C）t as2、c H1（B）c H2、v H1（C）v 。 H2 A．大于 B．等于 C．小于 D．不确定 26、通过干燥不可能被除去的水分是 A 。 A.平衡水分 B. 自由水分 C. 结合水 D.非结合水 27、一般地，恒速干燥阶段除去的水分是 D A.平衡水分 B.自由水分 C.结合水 D.非结合水 第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用 来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。 8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0 =116.9kPa,p B 0 =46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5，则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ； 化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津 大学出版）社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 参见附图：j06a107.t j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A ，在操作条件下，相平衡关系 为Y=mX 。试证明：(L/V )min ＝m ?，式中?为溶质A 的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A ，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A 被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m ，试求填料层所需高度。 j06a10104 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A ，进塔气体中溶质A 的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y =2.5x ，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求： ① 水溶液的出塔浓度； ② 若气相总传质单元高度为0.6 m ，现有一填料层高为6m 的塔，问该塔是否合用？ 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 j06a10105 在 20℃和 760 mmHg ，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg ，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg 。混合气体的处理量为1020kg/h ，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y =0.755x 。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算： ① 操作液气比为最小液气比的倍数； ② 出塔液体的浓度； ③ 完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG 。 j06a10107 某厂有一填料层高为 3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A 。测 得浓度数据如图，相平衡关系为y =1.15x 。 试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H OG 为多少m ？ j06a10108 总压100kN/m 2，30℃时用水吸收氨，已知 k G =3.84?k L =1.83?10-4kmol/[m 2·s(kmol/m 3)]，且知x =0.05时与之平衡的p *=6.7kN/m 2。 求：k y 、K x 、K y 。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m 3） j06a10109 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m ，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h ，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y =x 。试求： ① 液体出塔浓度； ② 测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m 3·s ），问该塔填料层高度为多少？ (提示：N OG =1/(1-S )ln[(1-S )(y 1-m x 1)/(y 2-m x 2)+S ]) j06b10011 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p 增大一倍；(C) y 减小一倍；(D) p 减小一倍。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图： 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环 ⑵气相串联 ⑶L ＝V 液相并联 L ＝V j06b10022 化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨 利系数51066.1?=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3，液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5 kmol/(m 2skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为 下册第一章蒸馏 1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为 试按总压P =75mmHg(绝压)计算该物系的“t-x-y ”数据, 此物系为理想体系。 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 1 1 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组 y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00 B A p p 。所以可得出 t, ℃ i α 算术平均值α= 9 ∑i α=。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差==?i y y max )(%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 化工原理试题库（下册） 第一章 蒸馏 一、 选择题 1. 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。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0 2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h ，进料组成为0.6 ,要求塔顶 产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定 3. 在t-x-y 相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。 A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则 4. q 线方程一定通过X —y 直角坐标上的点___B_____。 A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1)) 5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q 的变化将引起（ B ）的变化。 Ａ.平衡线 Ｂ.操作线与q 线 Ｃ.平衡线与操作线 Ｄ.平衡线与q 线 6. 精馏操作是用于分离（ B ）。 Ａ.均相气体混合物 Ｂ.均相液体混合物 Ｃ.互不相溶的混合物 Ｄ.气—液混合 物 7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈__B___。 A 容易； B 困难； C 完全； D 不完全 8. 设计精馏塔时，若Ｆ、x F 、xD 、xW 均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取 值相同，则所需理论塔板数将___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷 ___A___。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q ）不 变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x D ___B___ ，x W ___A___ 。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 10. 精馏塔操作时，若Ｆ、x F 、q ，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D ___A___， x w ___B___。 j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：(L/V)min ＝mη，式中η为溶质A的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A 被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。 j06a10104 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求： ①水溶液的出塔浓度； ②若气相总传质单元高度为0.6 m，现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否合用？ 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 j06a10105 在20℃和760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算： ①操作液气比为最小液气比的倍数； ②出塔液体的浓度； ③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。 j06a10107 某厂有一填料层高为3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A。测 得浓度数据如图，相平衡关系为y=1.15x。 试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H OG为多少m ？ 参见附图：j06a107.t j06a10108 总压100kN/m2，30℃时用水吸收氨，已知k G=3.84?10-6kmol/[m2·s(kN/m2)]， k L=1.83?10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)]，且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。 求：k y、K x、K y。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3） j06a10109 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求： ①液体出塔浓度； ②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m3·s），问该塔填料层高度为多少？ (提示：N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S]) j06b10011 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图： 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环⑵气相串联 第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*) 化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版 社,2005.）第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。 苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解： 利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B，P A，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-P B)/(P A-P B)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12）和正己烷（C 6H 14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度 C 5H 12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C 6H 14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9***** 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解： 根据附表数据得出相同温度下C 5H 12（A）和C 6H 14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B= 1.3kPa 查得P A= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 化工原理下册课后思考题答案 第六章传热 问题1.传热过程有哪三种基本方式? 答1.直接接触式、间壁式、蓄热式。 问题2.传热按机理分为哪几种? 答2?传导、对流、热辐射。 问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关 ? 答3.与物态、温度有关。 问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿 ? 答4.流动流体的载热。 问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热? 答5.加热面在下，制冷面在上。 问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个? 答6.过热度、汽化核心。 问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作？为什么? 答7?核状沸腾状态。以免设备烧毁。 问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手 ? 答8 .改善加热表面，提供更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂，降低表面张力问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体 ? 答9.避免其积累，提高a。 问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略，而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式 ? 答10.因Q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。 问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些? 答11 .温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。 问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数？ 答12.①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。 问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现，陶壶内的水温下降比银壶中的快，这是为什么？ 答13.陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。 问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤，其含义是什么? 答14.该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。 问题15.传热基本方程中，推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些 ? 答15. K、qm1Cp1 qm2Cp胡程不变；管、壳程均为单程。 问题16. 一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。用133C的饱和蒸汽可将油从40C加热至80C。若现欲增加50%勺油处理量， 有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80C，这个方案是否可行？ 化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答 （夏清、贾绍义主编 . 化工原理第二版（下册）. 天津 大学出版）社 ,. ） 第1 章蒸馏 1.已知含苯（摩尔分率）的苯 - 甲苯混合液，若外压为 99kPa，试求该溶液的饱 和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。 t （℃）859095100105 x 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压**，由 P，P B A 于总压 P = 99kPa ，则由 x = (P-P *** 可得出液相组成，这样就可以得到一B )/(P A-P B ) 组绘平衡 t-x 图数据。 以 t = ℃为例x = （99-40 ） / （） = 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当 x = 时，相应的温度为92℃ 2. 正戊烷（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =下该溶液的平衡数据。 温度 C 5H12 K C 6H14 饱和蒸汽压 (kPa) 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（ A）和 C6H14（B）的饱和蒸汽压 * 以 t =℃时为例，当t =℃时P B= * 查得 P A = 得到其他温度下A?B 的饱和蒸汽压如下表t( ℃) 248 251279289 P A*(kPa) 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以℃时为例 当 t= ℃时 x = (P-P *** B )/(P A-P B ) =（） / （） = 1 平衡气相组成以℃为例 * 当 t= ℃时 y = P A x/P =× 1/ = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t( ℃ )279289 x10 y10 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题 2 的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的 x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α = P A*/P B*计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) α-------- 取℃和279℃时的α值做平 均 α m=（ +） /2 = ②按习题 2 的x 数据计算平衡气相组成y 的值 当x =时， 化工原理下册答案 Prepared on 22 November 2020 第 五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =，则 y n+1=。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。 8、在总压为、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0=,p B 0=46 kPa ，则相对挥发度α= ，平衡时液相组成x A = ，气相组成y A = 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=+，则该精馏塔的操作回流比为，馏出液组成为。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 ~ R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =、x 2=、x 3=（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=，则第三层塔板的气相默弗里效率 %_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V ’ 增加 、下降液体量L ’ 增加 。 15、操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大 ，提馏段液气比L ’/V ’ 减小 ，x D 增加 , x W 减小 。 16、操作中的精馏塔，保持F 、x F 、q 、V 不变，增加W ，则x D 增加 , x W 增加，L/V_增加_。 17、在连续精馏塔中，若x F 、x D 、R 、q 、D/F 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需的理论板数N T 减小 ，x W 增加。 18、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是 都需要加入某种添加剂 。两者的主要区别是 恒沸精馏时添加剂需与被分离组分形成恒沸物 和 恒沸精馏的添加剂气化后由塔顶排出，耗能大 。 第七章 传质与分离过程概论 1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。 解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。 120.055/170.0903 0.055/170.945/29 0.002/170.0034 0.002/170.998/29 y y = =+= =+ 进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为 10.09030.099310.0903Y ==- 20.00340.003410.0034 Y = =- 由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。 2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） 2 ) B A A B A B A A (d d M x M x x M M w += （2）2 A ) ( d d B B A A B A A M w M w M M w x += 解：（1） B B A A A A A M x M x x M w += B A A A )1(A A M x M x x M -+= 2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2 ) B B A ) B A (B A A (M x M x x x M M +=+ 由于 1B A =+x x 故 2 )B B A A B A A (d A d M x M x x M M w += （2） B B A A A A A M w M w M w x += 化工原理下天津大学版习题答案 第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*， P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.000 12.472 13.300 26.600 29.484 33.425 48.873 53.200 89.000 101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B*)/(P A*-P B*) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A*x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 化工原理第二版下册答案(柴诚敬主编) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第七章 传质与分离过程概论 1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。 解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。 120.055/170.0903 0.055/170.945/29 0.002/17 0.0034 0.002/170.998/29 y y = =+= =+ 进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为 10.09030.099310.0903Y ==- 20.00340.003410.0034 Y = =- 由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。 2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） 2 ) B A A B A B A A (d d M x M x x M M w += （2）2 A ) ( d d B B A A B A A M w M w M M w x += 解：（1） B B A A A A A M x M x x M w += B A A A )1(A A M x M x x M -+= 2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2 ) B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+ 由于 1B A =+x x 故 2 )B B A A B A A (d A d M x M x x M M w += （2） B B A A A A A M w M w M w x += 2)() ( A d A d B B A A B A A A B B A A A 1 1 )( 1 M w M w M M M w M w M w M w x +- + =- 2)(B A 1 (B B A A ) B A M w M w M M w w ++= 2 ) ( B B A A B A 1 M w M w M M += 第八章 传质过程导论 习题集 一、填空题 1.当压力不变时，温度提高1倍，溶质在气相中的扩散系数提高_________倍。假设某液体黏度随温度的变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该溶液中的扩散系数降低_________倍。 2.等摩尔相互扩散，扩散通量A J _____传质通量N A ；单向扩散，扩散通量A J ______传 质通量N A 。 3.在双膜理论中，传质过程的阻力主要集中在__________。 4.气体分子A 在B 中扩散，则扩散系数D AB _________D BA 。 5.双组分理想气体进行单向扩散。当总压增加时，若维持溶质A 在气相各组分分压不变，传至速率将__________；温度提高，则传质速率将__________；气相惰性组分摩尔分数减少，则传质速率将__________。 6.理想气体混合物的总摩尔浓度表达式为_______。 7. 一般来说，两组份的等摩尔相互扩散体现在 _______单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在_______操作中。 8.在膜内，主要通过_________进行传质。 9.质量传递的最终状态_________，热量传递的最终状态_________。 二、选择题 1.下列哪种单元操作不属于均相混合物的分离过程？（ ） A.吸收 B.蒸馏 C.萃取 D.沉降 2.单向扩散中，扩散通量J A 和传质通量N A 的大小关系是？（ ） A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定 3.下列选项中扩散系数D 的说法不正确的是？（ ） A.代表单位浓度梯度下的扩散通量 B.是物质的一种属性 C.表达某个组分在介质中的扩散快慢 D.其值随温度的变化不大 4.气体A 分子在B 中扩散，B 的密集程度对A 的扩散系数有何影响？（ ） A.B 分子越密集，扩散系数越大 新乡学院 2012―2013学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A 卷 课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：10化学工程与工艺 1.精馏操作依据 以达到分离均相 液体混合物。萃取操作的依据是 。 2.对于一定条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的H OG ， N OG 。 3. 分离要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中， 进料的q 值最大，此时提馏段操作线与平衡线之间的距离 ，分离所需的理论板 数 。 4. 物料种类一定时，平衡水份X*的数值主要与空气的状态有关，如果空气的温度t 下降，X*将 。 5.若c*-c 近似等于c i –c ，则该过程为 控制。 6. 某泡点进料的连续精馏塔，已知其精馏段操作线方程为172.080.0+=x y ，提 馏段操作线方程为0187.025.1-=x y ，则回流比R= ，馏出液组成 x D = ，釜液组成x w = 。 7. 气相总阻力可表示为 L G G Hk k K 111+=，其中G k 1表示 ， 当H 时， L Hk 1 可忽略，则该吸收过程为 控制。 8. 漂流因子反映了 ，单项扩散中的漂流因子 。. 9.在板式塔的设计中，要求液体在降液管中的停留时间大于 。 10.浮阀塔的三种不正常操作情况有： 、 和过量液沫夹带。 11.填料的几何特性参数主要包括比表面积、 、 。 12精馏塔进料有5种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3,时，则进料热状况q= 。 13在三角形相图上，三条边上的点代表 物系，三角形内的点代表 物系。 14.塔的负荷性能图中包括_____线，最下边的一条线是_____________。 15. .吸收、解吸操作时，低温对 有利，低压对 有利。 16.某理想混合液，其中一组平衡数据为x A =0.376，y A =0.596，此时平均相对 挥发度为 。 17. .精馏操作过程中，如果采用全回流，则回流比R= ，此时精馏段的操 一、填空（每题1分，共33分） 院系:________ 班级:__________ 姓名:______________ 学号:_____________ …….……………………….密…………………封…………………线………………………… — 蒸 八、、 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是混合液中各组分挥发度的差异。实现精馏操作的必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于-汽相组成。 3、用相对挥发度a表达的汽液平衡方程可写为y X。根据a的大小，可用 1 ( 1)x 来判定用蒸馏方法分离的难易程度，若a =1则表示不能用普通的蒸馏方法分离 该混合液。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度增加，塔顶温度降低，塔釜温度降低，从平衡角度分析对该分离过程有利。 5、某二元物系，相对挥发度a =3,在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板，已知y n=0.4，则y n+1二0.182。全回流通常适用于幵工阶段或实验研亘。 6、精馏和蒸馏的区别在于精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在 于______ 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是塔底压强高和塔底难挥发组分含量高 8、 在总压为101.33kPa 、温度为85 C 下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为 p A°=116.9kPa,p B °=46 kPa ，则相对挥发度a 二2.54，平衡时液相组成 X A 二0.78 ，气 相组成y A 二0.90 。 9、 某精馏塔的精馏段操作线方程为 y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为 _2.371_，馏出液组成为_0.982_ 0 10、 最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜 回流比通常取1.1?2.0 R min 精馏塔进料可能有 5种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为 提馏段上升蒸气量 V 增加、下降液体量L '增加 15、 操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大， 提馏段液气比 L ' /V ' 减小，X D 增加，x W 减小。 16、 操作中的精馏塔，保持 F 、X F 、q 、V 不变，增加 W ，则X D 增加，x w 增加, L/V_ 增加_。 17、 在连续精馏塔中，若X F 、X D 、R 、q 、D/F 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸 汽加热，则所需的理论板数 N T 减小，x w 增加。 18、 恒沸精馏与萃取精馏的共同点是 都需要加入某种添加剂 o 两者的主要区别是 恒沸精馏时添加剂需与被分离组分形成恒沸物 和恒沸精馏的添加剂气化后由塔顶 11、 2:3 时，则进料热状况q 值为0.6 o 12、化工原理下册答案
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