《化工原理二》复习题及答案

《化工原理二》复习题

一、判断题

1. 传质单元高度与设备的型式、操作条件有关，是吸收设备性能高低的反映。

A. 对

B. 错

2. 高温、高压有利于解吸。

A. 对

B. 错

3. 亨利系数E越大，物质的溶解度越小。

A. 对

B. 错

4. 解吸操作中，溶质由液相转入气相，此时气相中溶质的摩尔分率小于液相中溶质的摩尔分率。

A. 对

B. 错

5. 吸收过程所发生的是被吸收组分的等分子反向扩散。

A. 对

B. 错

6. 如气膜传质速率小于液膜传质速率，则该相际传质过程为气膜控制。

A. 对

B. 错

7. 已知q —0.1，则进料中汽相量与总进料量的比为0。

A. 对

B. 错

8. 精馏过程中最小回流比是保证精馏操作所需板数最少的回流比。

A. 对

B. 错

9. 若精馏塔过热蒸汽状态进料，q线方程斜率大于零。

A. 对

B. 错

10.板式塔容易实现侧线进料和出料，而填料塔对侧线进料和出料等复杂情况不太适合。

A. 对

B. 错

11. 填料的理论板当量高度HETP以大为好，HETP越大、分离越完善。

A. 对

B. 错

12. 板式塔中板上液面落差过大将导致气流分布不均。为减小液面落差，设计

时常采取的措施是采用结构简单的筛板塔，溢流装置采用双溢流或多溢流。

A. 对

B. 错

13. 精馏用板式塔，吸收用填料塔。

A. 对

B. 错

14. 板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触。

A. 对

B. 错

15. 当增加塔板间距时，性能负荷图中雾沫夹带线向下移；当减少浮阀数时，

漏液线向下移。

A. 对

B. 错

二、单选题

1. 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时。

A. 回收率趋向最高

B. 吸收推动力趋向最大

C. 操作最为经济

D. 填料层高度趋向无穷大 2. 设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为2y x =，入塔10.1y =，

1.5L G =，则出塔气体浓度最低可降至。

A. 0

B. 0.05

C. 0.066

D. 0.025

3. 在常压下用水逆流吸收空气中的CO 2，若将用水量增加，则出塔气体中的

CO 2含量将。

A. 变大

B. 变小

C. 不变

D. 不确定

4. 常压25℃下，气相溶质A 的分压为0.054 atm 的混合汽体与溶质A 浓度为

0.0018mol/l 的水溶液接触，如果该条件下符合亨利定律，亨利系数

E =0.15×104atm ，2H O ρ≈1000kg/m 3，问溶质A 的传质方向是 __。

A. 吸收

B. 平衡

C. 解吸

D. 无法判断

5. 用水吸收二氧化碳可看作液膜控制的吸收过程。若11y x y

m K k k =+，则y K ≈。

A. y k

B. x k

C. x k m

D. x m k

6. 正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原

定的最小液气比时，将使。

A. 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加

B. 出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变

C. 出塔液体浓度增加、回收率增加

D. 在塔下部发生解吸现象

7. 已知75℃时甲醇A 、水B 的饱和蒸汽压为0149.6A p =kPa 、038.5B p =kPa ；

平衡的气液两相浓度分别为0.729y =、0.4x =。则其相对挥发度AB α之值为。

Ａ. 4.04 Ｂ. 3.89 Ｃ. 1.82 Ｄ. 1.5

8. 精馏塔设计时，若F 、F x 、D x 、W x 、V 为定值时，

将进料热状态参数1q =改为1q >，则所需理论板数。

A. 增加

B. 减少

C. 不变

D. 无穷大

9. 已知0.2q =，则加料中液体量与汽相量的比是。

A. 1：4

B. 1：5

C. 4：1

D. 5：1

10. 有关恒摩尔流的假定说法正确的是。

A. 在精馏塔内，各板上下降液体的摩尔量相等

B. 在精馏塔内，各板上上升蒸汽的摩尔量相等

C. 精馏塔内，在没有进料和出料的塔段中，各板上上升蒸汽的摩尔量相等，

各板上下降液体的摩尔量相等

D. 精馏塔内精馏段和提馏段下降液体（或上升蒸汽）摩尔流量相等

11. 当原料组成、料液量、压力和最终温度都相同时，用简单蒸馏和平衡蒸馏

（闪蒸）的方法对二元理想溶液进行分离，其结果是。

A. ,,D D x x <平衡简单、,,W W x x =平衡简单、D D >平衡简单

B. ,,D D x x >平衡简单、,,W W x x >平衡简单、D D <平衡简单

C. ,,D D x x >平衡简单、,,W W x x =平衡简单、D D <平衡简单

D. ,,D D x x >平衡简单、,,W W x x <平衡简单、D D =平衡简单

12. 操作中的连续精馏塔，如采用的回流比小于原回流比，则。

A. D x 、W x 均增加

B. D x 、W x 均不变

C. D x 减小、W x 增加

D. 不能正常操作

13. 操作中的精馏塔，保持进料量F 、进料组成F x 、进料热状况参数q 、塔

釜加热量Q 不变，减少塔顶馏出量D ，则塔顶易挥发组分回收率η。

Ａ. 增大 Ｂ. 减小

Ｃ. 不变 Ｄ. 不确定

14. 如果某精馏塔的加料口原在第七块板（自塔顶向下计数），现操作工人将

料液改自第四块板加入，原因可能是：

A. 生产任务加大，料液增加了

B. 生产任务减小，料液减少了

C. 料液由冷液态改为饱和液态了

D. 料液由饱和液态改为冷液态了

15. 精馏设计时，F 、F x 、q 、D x 、W x 、R 均已确定，若将原塔釜间接蒸

汽加热改为直接蒸汽加热，则。

A. 所需理论板数增加、塔顶易挥发组分回收率不变

B. 所需理论板数增加、塔顶易挥发组分回收率降低

C. 所需理论板数不变、塔顶易挥发组分回收率减低

D. 所需理论板数增加、塔顶易挥发组分回收率增大

16. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度________。

A. 愈高

B. 愈低

C. 不变

D. 不一定，尚与其它因素有关

17. 在恒速干燥条件下，将含水20%的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，

当干燥至含水5%时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物

料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为。

Ａ. 0.055% Ｂ.20%

Ｃ. 5% Ｄ. 4.55%

18. 不仅与湿物料的性质和干燥介质的状态有关，而且与湿物料同干燥介质的

接触方式及相对速度有关的是湿物料的。

A. 临界水分

B. 平衡水分

C. 结合水分

D. 非结合水分

19. 当空气的相对湿度为100%时，其干球温度t 、湿球温度w t 及露点温度d t 三

者之间的关系为________。

A. w d t t t >>

B. w d t t t >=

C.w d t t t ==

D. d w t t t >>

20. 对湿度一定的空气，以下各参数中与空气的温度无关。

A. 相对湿度

B. 露点温度

C. 湿球温度

D. 绝热饱和温度

21. 如需将空气减湿，应使气温。

A. 高于湿球温度

B. 低于湿球温度

C. 高于露点

D. 低于露点

22. 当空气的相对湿度为80%时，其干球温度t 、湿球温度w t 及露点温度d t 三

者之间的关系为________。

A. w d t t t <<

B. w d t t t >=

C.w d t t t ==

D. w d t t t >>

23. 同一物料，如恒速阶段的干燥速率增加，则临界含水量________。

A. 减小

B. 不变

C. 增大

D. 不一定

24. 物料的平衡水分一定是。

A. 非结合水分

B. 自由水分

C. 结合水分

D. 临界水分

三、多选题

1. 对于气体吸收塔来说，如果塔高不受限制，可能达到的最大吸收率max η与

有关。

A. 液气比

B. 相平衡常数

C. 吸收塔型式

D. 液体入塔浓度

2. 评价吸收剂的指标包括。

A. 对混合气中被分离组分有较大溶解度，而对其它组分的溶解度要小，即

选择性要高

B. 混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感

C. 溶剂的蒸汽压、黏度要低，化学稳定性要好，此外还要满足价廉、易得、

无毒、不易燃等经济和安全条件

3. 用水吸收空气中少量的氨。总气量G 、气温t 及气体进出口组成1y 、2y 均

不变，而进塔水温升高后，将增大。

A. 最小液气比()min L V

B. 相平衡常数m

C. 总传质单元数OG N

D. 总传质单元高度OG H

4. 减压操作精馏塔内自上而下真空度及气相露点温度的变化规律是。

A. 真空度提高

B. 真空度降低

C. 露点温度提高

D. 露点温度降低

5. 下列设备中能起到一块理论板的分离作用的是。

A. 再沸器

B. 冷凝器

C. 分凝器

D. 汽化器

6. 某连续操作的常规精馏塔，在保持进料的流量、组成和热状态一定，以及

塔釜加热蒸汽量和塔顶冷凝器冷却水量一定的条件下，若加大回流比，将使。

A. 塔顶产品浓度D x 将提高

B. D x 将降低

C. 塔顶产品量D 将提高

D. 塔底产品量W 将提高

7. 某精馏塔的设计任务是：原料为F 、F x ，要求塔顶的产品组成为D x ，塔

底的产品组成为W x 。设计时若选定的回流比R 不变，加料热状态由原来的饱和汽

相进料改为饱和液体进料，则。

A. 精馏段上升蒸汽量V 不变

B. 精馏段下降液体量L 增加

C. 提馏段上升蒸汽量V '不变

D. 提馏段下降液体量L '增加

E. 理论板数减少

8. 填料塔的主要内部构件包括。

A. 降液管

B. 液体分布器

C. 支撑板

D.浮阀

9. 筛板塔内气液两相的非理想流动中的空间上的不均匀流动，是指液体或气

体流速的不均匀分布，主要包括。

A. 液沫夹带

B. 气体沿塔板的不均匀流动

C. 气泡夹带

D. 液体沿塔板的不均匀流动

10.下面有关理论板概念中正确的是。

A. 理论板就是实际板

B. 理论板是理想化的塔板，即不论进入该板的气、液相组成如何，而离开

该板的气、液相在传质、传热两方面都达到平衡

C. 在精馏计算中，一般首先求得理论板数，再用塔效率予以修正，即可得实际板数

D. 理论板是一个气液两相都充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板

11. 塔设备的操作弹性与有关。

A. 塔的结构

B. 物料性质

C. 负荷的液气比

12. 下列说法中正确的是。

A. 液体中的扩散系数与压力成正比，与黏度成反比

B. 气体中的扩散系数与压力成反比，与温度成正比

C. 液体中的扩散系数与温度成正比，与黏度成反比

D. 发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散

13. 下列判断正确的是。

A. 湿度是湿空气的温度

B. 湿空气中所含水汽的质量与绝对干空气的质量之比称为湿度

C. 干燥过程中湿度是不变的

D. 湿空气经预热器前后的湿度不变

14. 提高干燥器的热效率可以。

A. 通过提高干燥介质入口湿度来实现

B. 通过降低干燥介质入口湿度来实现

C. 通过强化干燥过程的传热传质，达到降低干燥介质出口温度的效果，从而实现干燥效率的提高

15.理想干燥过程满足的条件为。

A. 干燥器无热量补充

B. 干燥器热损失可忽略不计

C. 物料进出干燥器的焓相等

四、计算题

1. 流率为0.015kmol/(s·m 2)的空气混合气中含氨体积分数为2%，拟用逆流吸

收以回收其中92%的氨。塔顶淋入摩尔分数为0.0003的稀氨水溶液，设计采用的

液气比为最小液气比的1.6倍，操作范围内物系服从亨利定律 1.3y x =，所用填料

的总传质系数y K a =0.03 kmol/(s·m 3)。试求：

（1）液体在塔底的摩尔分数1x ；

（2）全塔的平均推动力m y ?；

（3）所需塔高H 。

2. 某吸收塔用25mm×25mm 的瓷环作填料，充填高度5m ，塔径1m ，用清水

逆流吸收流量为2250m 3/h 的混合气。混合气中含有丙酮体积分数为5%，塔顶逸出

废气含丙酮体积分数降为0.26%，塔底液体中每千克水带有60g 丙酮。操作在

101.3kPa 、25℃下进行，物系的平衡关系为2y x =。试求：

（1）该塔的传质单元高度OG H 及容积传质系数y K a ；

（2）每小时回收的丙酮量，kg/h 。

3. 在一逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某组分A ，已知操作条件

下平衡关系为 2.2y x =，入塔气体中A 的含量为6%（体积），吸收率为96%，取

吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：

（1）出塔水溶液的浓度；

（2）若气相总传质单元高度为0.8m ，现有一填料层高度为8m 的塔，问是否

能用？

4. 用一连续精馏塔分离某二元理想溶液，进料量为100kmol/h ，进料组成为0.4

（摩尔分率，下同），露点进料，馏出液组成为0.9，塔底残液组成为0.1，相对挥

发度为2.5，塔顶冷凝器为全凝器，操作回流比为最小回流比的1.5倍。试求：

（1）塔底、塔顶产物的摩尔流量；

（2）塔底再沸器产生的汽相流量；

（3）从塔顶向下数的第二块理论板上升的蒸汽组成。

5. 欲设计一连续精馏塔用以分离含苯0.5、流率为150kmol/h的苯—甲苯料液，要求馏出液中含苯0.96，残液中含苯不高于0.05（以上均为摩尔分数）。泡点进料，选用的回流比是最小回流比的1.2倍，物系的相对挥发度为2.5。塔顶采用全凝器。试求：

（1）塔顶、塔底的产品量；

（2）回流比；

（3）由塔顶向下数第二块理论板的上升气相组成。

6. 用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔底间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料量为150kmol/h，组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽。回流比为4。塔顶馏出液中含苯0.95，塔底残液中含苯0.05。求：（1）塔顶馏出液及塔底残液的量；

（2）精馏段及提馏段操作线方程；

（3）回流比与最小回流比的比值。

7. 在一常压连续干燥器中，湿物料处理量为0.8kg/s，物料含水量由5%干燥到1％（均为湿基）。空气初始温度为20℃、湿度为0.005kg/kg干空气，新鲜空气预热到90 ℃进入干燥器进行干燥，空气离开干燥器时的温度为55 ℃。假设干燥过程为理想干燥过程。试求：

（1）空气离开干燥器时的湿度，kg/kg绝干气；

（2）所需的绝干空气量、预热器的耗热量，kW。

8. 在常压下将干球温度65℃、湿球温度40℃的空气冷却至25℃，计算：

（1）1kg干空气中凝结出多少水分？

（2）1kg干空气放出多少热量？

（已知：25℃水的饱和蒸汽压为 3.1684kPa；40℃水的饱和蒸汽压为7.3766

kPa 、汽化潜热为2401.1kJ/kg ）

9. 在常压干燥器内干燥某湿物料，将500kg/h 湿物料从最初含水量20%降至2%（均为湿基）。020t =℃，00.01H =kg/kg （绝干气）的空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，废气温度为60℃，忽略热损失。试计算：

（1）完成上述干燥任务所需的湿空气量；

（2）空气经预热器获得的热量。

参考答案

一、判断题

1. A

2.B

3. A

4. B

5. B

6. B

7. B

8. B

9. A10.A 11. B 12.A 13. B 14.A 15. B

二、单选题

1. D

2. D

3. B

4. A

5. C

6. A

7. A

8. B

9. A 10. C 11. D 12. C 13. B 14. D 15. B16. B

17. C18. A19. C 20. B 21. D 22. D 23. C 24. C

三、多选题

1. ABD

2. ABC

3. ABC

4. BC

5. AC

6. AD

7. ADE

8. BC

9. BD 10. BCD

11. ABC 12. BCD 13. BD14. AC 15. ABC

四、计算题

1. 解：（1）21(1)0.02(10.92)0.0016y y η=-=?-=

∴min

1.6 1.6 1.220 1.952L L G G ??==?= ??? 根据全塔物料衡算，得：

（2）31110.02 1.30.009437.7510y y mx -?=-=-?=?

（3）1230.020.0016 5.233.5210

OG m y y N y ---===??

0.0150.50.03

OG y G H K a ===m 0.5 5.23 2.62OG OG H H N =?=?=m 2. 解：（1）58M =丙酮

∴160580.0182860100018

x ==+ 由全塔物料衡算：

12120.050.0026 2.590.018280y y L G x x --===-- ∴50.6957.19

OG OG H H N ===m ∵OG y G H K a =

022*******.022.422.4298T V G T '=

?=?=kmol/h ∴292.00.6950.0469136004y OG G K a H π===??kmol/(m 3·s) （2）每小时回收的丙酮量为：

12()92.0(0.050.0026)58252.9G y y M '-=?-?=kg/h

3. 解：（1）21(1)0.06(10.96)0.0024y y η=-=?-=

∴min

1.2 1.2

2.112 2.5344L L G G ??==?= ??? 根据全塔物料衡算，得：

（2）1 2.20.8682.5344

mG A L ===

0.810.818.65OG OG H H N =?=?=m 8>m

故此塔不能用。

4. 解：（1）04011003750901

--==?=--.....F W D W x x D F x x kmol/h （2）对于露点进料：

∵ 04==.e F y x

∴ 09042640402105

--===--min .....D e e e x y R y x min 1.5 1.5 2.64 3.96R R ==?= (1) 4.9637.510086.0V V F R D F =-=+-=?-=kmol/h

（3）对塔顶第一块塔板 1D y x =（全凝器）

由精馏段操作线方程：

5.解：（1）由全塔物料衡算： 0.50.0515074.180.960.05

F W D W x x D F x x --==?=--Kmol/h 15074.1875.82W F D =-=-=Kmol/h

（2）∵ 泡点进料：1q =∴0.5e F x x ==

∴最小回流比： min 0.960.714 1.1500.7140.5

D e e e x y R y x --===-- 回流比： min 1.2 1.2 1.15 1.38R R ==?=

（3）精馏段操作线方程：

平衡方程： (1) 2.5 1.5y

y x y y

αα==--- 从塔顶往下计算： 1 0.96D x y ==

6. 解：（1）由全塔物料衡算： 0.40.0515058.330.950.05

F W D W x x D F x x --==?=--kmol/h ∴15058.3391.67W F D =-=-=kmol/h

（2）精馏段操作线方程：

提馏段操作线方程：

（3）饱和蒸汽进料 0.4e F y y ==

7. 解：（1）由于为理想干燥过程，所以为等焓干燥。有：12I I =

()()1111

1.01 1.8824901.01 1.880.0059024900.005104.2I H t H =++=+??+?=kJ/kg 干空气

得：20.0189H =kg/kg 绝干气

（2）1(1)0.8(10.05)0.76C G G w =-=?-=kg/s

12()0.76(0.05260.0101)0.0323C W G X X =-=?-=kg/s

∴210.0323 2.3240.01890.005

W V H H ===--kg/s 110(1.01 1.88)()

2.324(1.01 1.880.005)(9020)165.8P Q V H t t =+-=?+?-=kW

8. 解：（1）40℃下的空气湿度为：

,4040407.37660.6220.6220.0488101.3257.3766

s w s p H p p ==?=--℃，℃，℃kg 水/kg 干气 ()()1401,1,401.091.090.048865400.03752401.1

w w w H H t t r =-

-=-?-=，℃℃kg 水/kg 干气 ,2520.622

3.16840.6220.0201101.325 3.1684

s w s p H H p p ==-=?=-℃

，25℃，25℃kg 水/kg 干气 120.03750.02010.0174W H H =-=-=水kg 水/kg 干气

（2）确定放热量

1111

(1.01 1.88)2500(1.01 1.880.0375)6525000.0375164.0I H t H =++=+??+?=kJ/kg 干气

2222

(1.01 1.88)2500(1.01 1.880.0201)2525000.020176.4I H t H =++=+??+?=kJ/kg 干气

12164.076.487.6Q I I =-=-=kJ/kg 干气

9. 解：（1）由题给条件可知干物料的流率：

11(1)500(10.2)400c G G w =-=?-=kg 干料/h

1110.20.25110.2

w X w ===--kg 水/kg 干料 2220.020.020408110.02w X w =

==--kg 水/kg 干料 干燥器入口（预热器出口10H H =）的焓：

1111

(1.01 1.88)2490(1.01 1.880.01)10024900.01127.78I H t H =++=+??+?=kJ/kg 干气

假设此干燥过程为理想干燥过程：

21222

222(1.01 1.88)2490 (1.01 1.88)60249060.62602.8127.78I I H t H H H H ==++=+?+=+=kJ/kg 干气 解得： 20.02581H =kg(水)/kg(干气)

由干燥器的水分平衡式： ()()2112c L H H G X X -=-

得： ()()12214000.250.020*******.00.025810.01

c G X X L H H -?-===--kg 干气/h 所需湿空气量： ()()1015807.010.015865.1L L H =+=?+=kg 湿气/h

（2）空气在预热器进口处的焓值为：

0000

(1.01 1.88)2490(1.01 1.880.01)2024900.0145.476I H t H =++=+??+?=kJ/kg 干气 则空气经预热器获得的热量为：

()5105807.0(127.7845.476) 4.7810p Q L I I =-=?-=?kJ/h