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_…__…__…__…__…__…__…:号…学… 线 _…__…__…__…__…__…__…_:名封姓…… _…__…__…__…__…_:密.级…班… …__…__…__…__…:系…院….… …新乡学院 2011―2012学年度第一学期
《化工原理》期末试卷B卷
课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：09化学工程与工艺
一、填空（每题1分，共30分）
1.萃取操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。
2.吸收操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。
3.物料的干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和 阶段，恒速干燥阶段，物料表面温度等于 ，主要干燥的水份为 。
4.在一定条件下，当某气体与所接触液体达到相平衡状态时，若将系统温度降低，系统将进行_________过程。
5．某精馏塔，进料状态参数q等于0.8时，则进料为 ____ _，进料为含苯0.4的苯-甲苯溶液，则进料状态方程为： 。
6.板式塔的负荷性能图中包括_____线，最左边的线为： 。 7.溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为 ，曲线外为 ，萃取操作只能在 进行。
8.在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对湿度为60%，当加热到373K时，该空气下列状态参数将如何变化？湿度H ，相对湿度φ ，湿球温度
tw， 露点td，焓I （升高，降低，不变，不确定） 9.塔顶冷凝器的作用： ，塔底再沸器的作用： 。
10.吸收速率方程中，KY是以 为推动力的 吸收系数，其单位是 。 11.增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。 12.某两组份混合物的平均相对挥发度α=2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第n,n+1
层塔板取样测得xn=0.3,则yn ，yn+1，xn+1。
二、判断题（每题1分，共6分）
1. 恒摩尔流假定主要前提是分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。 2.离开精馏塔任意一块理论板的液相泡点温度都小于气相的露点温度。 3.若精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3，这绝不可能。
4.若吸收塔的操作液汽比小于最小液气比，吸收塔将不能操作。 5.在稳定操作中的吸收塔内，任意截面上传质速率NA都相等。
6.萃取操作时，如果选择性系数等于1或无穷大时，就无法用萃取分离。
三、选择题（每题1.5分，共24分）
1.
某吸收过程，若溶解度系数H很大,则该过程属 。
A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 不确定
2. 达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率等于50%，则塔内
实际板层数为 。
A.20 B.18 C.16
3. 某气体混合物中，溶质的分压为60 mmHg, 操作压强为760
mmHg，则溶质在气相中的摩
尔比Y为 。
A.0.079 B. 0.0857 C. 0.092 4.判别以下q值的正确性 。
A.冷液进料: q
5. 指出“相对湿度，绝热饱和温度，露点温度，湿球温度”中，哪一个参数与空气的温度无关（ ）
（A）相对湿度 （B）绝热饱和温度 （C）露点温度 （D）湿球温度 6.若是干燥同一物料，当物料的临界含水量较早出现时，则干燥所需的时间_________。 A. 延长
B.不变
C.缩短
7. 空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td，当空气相对湿度ф=98%时，则（ ）。
A t=tw=td B ttw=td D t>tw>td 8. 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； 9. 单向扩散中飘流因子 。
A >1 B
（A） 等相对湿度线 （B）等热焓线 （C）等湿度线 （D）绝热冷却线。 11. 推动力（x*-x）与吸收系数（ ）相对应。
A.kL B .Kx C KX D. KL
12. 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（ ）。
A.水吸收氨 B .水吸收硫化氢 C 水吸收氢 D. 水吸收氧
13. 在吸收操作中，一气相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为（ ）
A. Y*-Y B . Y- Y* C Yi-Y D Y-Yi
14.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M位于。
A.溶解度曲线上方去 B .两相区 C 溶解度曲线上 D 任何位置均可
15.常压下，苯的沸点80.1℃，环己烷的沸点80.73℃，欲使该两组份溶液得到高纯度分离，宜采用的分离方法是 。
A.恒沸精馏 B .萃取精馏 C 普通精馏 D 不确定
16. 对低浓度吸收物系，若总压减小，则：
（A）m↑H↑ (B)m, E均不变 （C）E，H均不变 （D）m↑E↑ 四、计算题（共40分）
1.（12分） 干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到
80 ℃后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为35℃，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，
试求（1）1 m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1 m3原湿空气在干燥器中 获得的水分量。（3）2 m3原湿空气在预热器中的加热量。
υ273+t0
H=(0.772+1.244H)⨯
273
2（14分）在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.238；q线方程为y = 2-3x。试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值xq及yq；（4）提馏段操作线方程。
新乡学院2011 -2012学年第一学期期末考试
《化工原理》试题标准或参考答案及评分标准（B卷）
适用范围： 09化工工艺
一、 填空（每题1分，共30分）
本题主要考查学生对基本理论掌握程度和分析问题的能力。 评分标准：
1．所填答案与标准答案相同，每空给1分；填错或不填给0分。
2．所填答案是同一问题（概念、术语）的不同描述方法，视为正确，给1分。 答案
1. 溶解度，均相液体混合物。 2. 气体混合物，组分的溶解度不同。 3. 降速，空气的湿球温度，非结合水。 4. 解析。
5. 冷进料，y=-4x+2 6. 5，液体负荷下限线。
7. 两相区、单相区、两相区。 8. 不变，减小、升高、不变、升高。 9. 液相回流，气相回流。 10. Y-Y*
，气相总、kmol/m2
h∆ 11. 增大、增大
12. 0.4615、0.3、0.1765 13. 稀溶液的气液平衡。 14. 2，
15. 泡点线，露点线。
二、判断题（每题1分，共6分）
所填答案与标准答案相同，每空给2分；选错或不选给0分。 1. 错 2. 错
3. 对 4. 错 5. 错 6. 错
三、选择题（每题1.5分，共24分）
评分标准：所填答案与标准答案相同，每空给1.5分；填错或不填给0分 1-5 ABBCC 6-10 ADBAC 11-16 CABBC
四、计算题（每题42分）
1. 解：（解：（1）1 m3原湿空气在预热器中焓的变化
当t0=20℃、H0=0.009kg/kg绝干气时，计算I0=43kJ/kg绝干气。 当t1=80℃、H1=H0=0.009kg/kg绝干气时，计算I1=104kJ/kg绝干气。 故1 kg绝干空气在预热器中焓的变化为
∆I=I1-I0=(104-43)kg绝干气=61kg绝干气 原湿空气的比体积
υ0.772+1.244H)⨯273+t01.013⨯105
H=(273⨯
P
⨯0.009)⨯
273+203
=(0.772+1.244273
m湿空绝干气
=0.84m3湿空kg绝干气
故1 m3原湿空气焓的变化为
∆I
61
υ=
H
0.84
kJm3湿空气=72.6kJm3湿空气 （2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分
由t2=35℃、I2=I1=104kg/kg绝干气求出空气离开干燥器时的湿度H2=0.027kg/kg绝干气。故1 m3原空气获得的水分量为
H2-H1
υ=
0.027-0.009
.84
kJm3原湿空气=0.0214kJm3H
0原湿空气
（3）
Qp=L(I1-I0)=72.6⨯2=145.2KJ
2.解：（1）解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得
R
xDR+1
=0.75及
R+1=0.238 解得 R = 3，xD = 0.952
（2）进料热状况参数及原料液组成 由于
q
q-1=-3及xF1-q
=2 解得 q = 0.75（气液混合进料），xF = 0.5
（3）两操作线交点的坐标值xq及yq 联立操作线及q线两方程，即
y=0.75x+0.238 y=2-3x 解得 xq = 0.4699及yq = 0.5903
（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为
y'=
qn,L',Wqx'-
qnn,V'
qxW
n,V'
式中有关参数计算如下
qηAqn,FxF0.94⨯50⨯0.5n,D=x=952
kmol/h=24.68kmol/h
D0.
q
n,W=qn,F-qn,D=(50-24.68)kmol/h=25.32kmol/h
x(1-ηA)qn,FxF
0.94)⨯50⨯0.5W=
q=
(1-n,W
25.32
=0.0592
qn,L'=Rqn,D+qq
n,F=(3⨯24.68+0.75⨯50)kmol/h=111.54kmol/hqn,V'=qn,L'-qn,W=(111.54-25.32)kmol/h=86.22kmol/h
则 y'=
111.5486.22x'-25.32
86.22
⨯0.0592=1.294x-0.01739 3. 解：Yy10.032
1=1-y=1-0.032
=0.0331
1 Y2=Y1(1-ϕA)=0.0331⨯(1-0.98)=0.000662 X11*=
Ym=0.0331
34.5
=9.594⨯10-4 X1=0.76X1*=0.76⨯9.594⨯10-4=7.291⨯10-4 惰性气体的流量为
qn,V=45⨯(1-0.032)h=43.56h
水的用量为
qqn,V(Y1-Y2)
=
43.56⨯(0.0331-0.000662)n,L=
X-X291⨯10-4
-0
h=1.938⨯103h
127.qm,L
=1.938⨯103⨯18kgh=3.488⨯104kgh
求填料层高度 Hqn,VOG=
K=
43.56/3600
0.0562⨯0.785⨯0.82
m=0.429m
YaΩ
∆Y-4
1=Y1-Y1*=0.0331-34.5⨯7.291⨯10=0.00795 ∆Y2=Y2-Y2*=0.000662-34.5⨯0=0.000662
∆Y∆Y1-∆Y2m=
=0.00795-0.000662
=0.00293
ln
1∆Yln2
0.000662 NY1-Y2OG=
∆Y=0.0331-0.000662
=11.07 m0.00293
Z=NOGHOG=11.07⨯0.429m=4.749m
3.（14分）在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为
Y=34.5X，气相总体积吸收系数为0.0562 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为
饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。
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_…__…__…__…__…__…__…:号…学… 线 _…__…__…__…__…__…__…_:名封姓…… _…__…__…__…__…_:密.级…班… …__…__…__…__…:系…院….… …新乡学院 2011―2012学年度第一学期
《化工原理》期末试卷B卷
课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：09化学工程与工艺
一、填空（每题1分，共30分）
1.萃取操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。
2.吸收操作是依据： ，以达到分离 混合物的目的。
3.物料的干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和 阶段，恒速干燥阶段，物料表面温度等于 ，主要干燥的水份为 。
4.在一定条件下，当某气体与所接触液体达到相平衡状态时，若将系统温度降低，系统将进行_________过程。
5．某精馏塔，进料状态参数q等于0.8时，则进料为 ____ _，进料为含苯0.4的苯-甲苯溶液，则进料状态方程为： 。
6.板式塔的负荷性能图中包括_____线，最左边的线为： 。 7.溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为 ，曲线外为 ，萃取操作只能在 进行。
8.在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对湿度为60%，当加热到373K时，该空气下列状态参数将如何变化？湿度H ，相对湿度φ ，湿球温度
tw， 露点td，焓I （升高，降低，不变，不确定） 9.塔顶冷凝器的作用： ，塔底再沸器的作用： 。
10.吸收速率方程中，KY是以 为推动力的 吸收系数，其单位是 。 11.增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。 12.某两组份混合物的平均相对挥发度α=2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第n,n+1
层塔板取样测得xn=0.3,则yn ，yn+1，xn+1。
二、判断题（每题1分，共6分）
1. 恒摩尔流假定主要前提是分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。 2.离开精馏塔任意一块理论板的液相泡点温度都小于气相的露点温度。 3.若精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3，这绝不可能。
4.若吸收塔的操作液汽比小于最小液气比，吸收塔将不能操作。 5.在稳定操作中的吸收塔内，任意截面上传质速率NA都相等。
6.萃取操作时，如果选择性系数等于1或无穷大时，就无法用萃取分离。
三、选择题（每题1.5分，共24分）
1.
某吸收过程，若溶解度系数H很大,则该过程属 。
A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 不确定
2. 达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率等于50%，则塔内
实际板层数为 。
A.20 B.18 C.16
3. 某气体混合物中，溶质的分压为60 mmHg, 操作压强为760
mmHg，则溶质在气相中的摩
尔比Y为 。
A.0.079 B. 0.0857 C. 0.092 4.判别以下q值的正确性 。
A.冷液进料: q
5. 指出“相对湿度，绝热饱和温度，露点温度，湿球温度”中，哪一个参数与空气的温度无关（ ）
（A）相对湿度 （B）绝热饱和温度 （C）露点温度 （D）湿球温度 6.若是干燥同一物料，当物料的临界含水量较早出现时，则干燥所需的时间_________。 A. 延长
B.不变
C.缩短
7. 空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td，当空气相对湿度ф=98%时，则（ ）。
A t=tw=td B ttw=td D t>tw>td 8. 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； 9. 单向扩散中飘流因子 。
A >1 B
（A） 等相对湿度线 （B）等热焓线 （C）等湿度线 （D）绝热冷却线。 11. 推动力（x*-x）与吸收系数（ ）相对应。
A.kL B .Kx C KX D. KL
12. 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（ ）。
A.水吸收氨 B .水吸收硫化氢 C 水吸收氢 D. 水吸收氧
13. 在吸收操作中，一气相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为（ ）
A. Y*-Y B . Y- Y* C Yi-Y D Y-Yi
14.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M位于。
A.溶解度曲线上方去 B .两相区 C 溶解度曲线上 D 任何位置均可
15.常压下，苯的沸点80.1℃，环己烷的沸点80.73℃，欲使该两组份溶液得到高纯度分离，宜采用的分离方法是 。
A.恒沸精馏 B .萃取精馏 C 普通精馏 D 不确定
16. 对低浓度吸收物系，若总压减小，则：
（A）m↑H↑ (B)m, E均不变 （C）E，H均不变 （D）m↑E↑ 四、计算题（共40分）
1.（12分） 干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到
80 ℃后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为35℃，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，
试求（1）1 m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1 m3原湿空气在干燥器中 获得的水分量。（3）2 m3原湿空气在预热器中的加热量。
υ273+t0
H=(0.772+1.244H)⨯
273
2（14分）在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.238；q线方程为y = 2-3x。试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值xq及yq；（4）提馏段操作线方程。
新乡学院2011 -2012学年第一学期期末考试
《化工原理》试题标准或参考答案及评分标准（B卷）
适用范围： 09化工工艺
一、 填空（每题1分，共30分）
本题主要考查学生对基本理论掌握程度和分析问题的能力。 评分标准：
1．所填答案与标准答案相同，每空给1分；填错或不填给0分。
2．所填答案是同一问题（概念、术语）的不同描述方法，视为正确，给1分。 答案
1. 溶解度，均相液体混合物。 2. 气体混合物，组分的溶解度不同。 3. 降速，空气的湿球温度，非结合水。 4. 解析。
5. 冷进料，y=-4x+2 6. 5，液体负荷下限线。
7. 两相区、单相区、两相区。 8. 不变，减小、升高、不变、升高。 9. 液相回流，气相回流。 10. Y-Y*
，气相总、kmol/m2
h∆ 11. 增大、增大
12. 0.4615、0.3、0.1765 13. 稀溶液的气液平衡。 14. 2，
15. 泡点线，露点线。
二、判断题（每题1分，共6分）
所填答案与标准答案相同，每空给2分；选错或不选给0分。 1. 错 2. 错
3. 对 4. 错 5. 错 6. 错
三、选择题（每题1.5分，共24分）
评分标准：所填答案与标准答案相同，每空给1.5分；填错或不填给0分 1-5 ABBCC 6-10 ADBAC 11-16 CABBC
四、计算题（每题42分）
1. 解：（解：（1）1 m3原湿空气在预热器中焓的变化
当t0=20℃、H0=0.009kg/kg绝干气时，计算I0=43kJ/kg绝干气。 当t1=80℃、H1=H0=0.009kg/kg绝干气时，计算I1=104kJ/kg绝干气。 故1 kg绝干空气在预热器中焓的变化为
∆I=I1-I0=(104-43)kg绝干气=61kg绝干气 原湿空气的比体积
υ0.772+1.244H)⨯273+t01.013⨯105
H=(273⨯
P
⨯0.009)⨯
273+203
=(0.772+1.244273
m湿空绝干气
=0.84m3湿空kg绝干气
故1 m3原湿空气焓的变化为
∆I
61
υ=
H
0.84
kJm3湿空气=72.6kJm3湿空气 （2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分
由t2=35℃、I2=I1=104kg/kg绝干气求出空气离开干燥器时的湿度H2=0.027kg/kg绝干气。故1 m3原空气获得的水分量为
H2-H1
υ=
0.027-0.009
.84
kJm3原湿空气=0.0214kJm3H
0原湿空气
（3）
Qp=L(I1-I0)=72.6⨯2=145.2KJ
2.解：（1）解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得
R
xDR+1
=0.75及
R+1=0.238 解得 R = 3，xD = 0.952
（2）进料热状况参数及原料液组成 由于
q
q-1=-3及xF1-q
=2 解得 q = 0.75（气液混合进料），xF = 0.5
（3）两操作线交点的坐标值xq及yq 联立操作线及q线两方程，即
y=0.75x+0.238 y=2-3x 解得 xq = 0.4699及yq = 0.5903
（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为
y'=
qn,L',Wqx'-
qnn,V'
qxW
n,V'
式中有关参数计算如下
qηAqn,FxF0.94⨯50⨯0.5n,D=x=952
kmol/h=24.68kmol/h
D0.
q
n,W=qn,F-qn,D=(50-24.68)kmol/h=25.32kmol/h
x(1-ηA)qn,FxF
0.94)⨯50⨯0.5W=
q=
(1-n,W
25.32
=0.0592
qn,L'=Rqn,D+qq
n,F=(3⨯24.68+0.75⨯50)kmol/h=111.54kmol/hqn,V'=qn,L'-qn,W=(111.54-25.32)kmol/h=86.22kmol/h
则 y'=
111.5486.22x'-25.32
86.22
⨯0.0592=1.294x-0.01739 3. 解：Yy10.032
1=1-y=1-0.032
=0.0331
1 Y2=Y1(1-ϕA)=0.0331⨯(1-0.98)=0.000662 X11*=
Ym=0.0331
34.5
=9.594⨯10-4 X1=0.76X1*=0.76⨯9.594⨯10-4=7.291⨯10-4 惰性气体的流量为
qn,V=45⨯(1-0.032)h=43.56h
水的用量为
qqn,V(Y1-Y2)
=
43.56⨯(0.0331-0.000662)n,L=
X-X291⨯10-4
-0
h=1.938⨯103h
127.qm,L
=1.938⨯103⨯18kgh=3.488⨯104kgh
求填料层高度 Hqn,VOG=
K=
43.56/3600
0.0562⨯0.785⨯0.82
m=0.429m
YaΩ
∆Y-4
1=Y1-Y1*=0.0331-34.5⨯7.291⨯10=0.00795 ∆Y2=Y2-Y2*=0.000662-34.5⨯0=0.000662
∆Y∆Y1-∆Y2m=
=0.00795-0.000662
=0.00293
ln
1∆Yln2
0.000662 NY1-Y2OG=
∆Y=0.0331-0.000662
=11.07 m0.00293
Z=NOGHOG=11.07⨯0.429m=4.749m
3.（14分）在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为
Y=34.5X，气相总体积吸收系数为0.0562 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为
饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。