化工试卷整理

一、名词解释题题：（共5题，每题1分） 1． 理论板

2． 返混

3． 相对挥发度

4． 换热器热效率

5． 汽蚀余量

二、判断正误题（每题1分共6分）

6. 某一吸收系统，若1/ky 》1/kx,则为气膜控制，若 1/ky《1/kx,则为液膜控制。 7. “精馏操作的依据是混合液各组分间的沸点差异”。 （ ） 8. 多层壁稳定传热，凡导热系数大的一层，温差亦大。 （ ） 9. 热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。 （ ）

xA10. 转化率为：

CA0CACA0 。 （ ）

11. 对平推流反应器而言，空时与反应时间相等。 （ ） 三、填空题（每题2分共24分）

12．含SO2 为10%（体积 ）的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3 的SO2水溶液在一个大气压下接触，操作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压)，则 SO2 将从（ ）相向（ ）转移，以气相组成表示的传质总推动力为（ ）大气压，以液相组成表示的传质总推动力为（ ） Kmol/m3 。

13．溶解度很大的气体的吸收过程，属于( )控制过程。对于该过程，欲强化传质应设法提高( )传质系数。

14．连续精馏塔进料可能有( )种不同的热状况。当进料为气、液混合物且气、液摩尔比为1：3时，进料的热状态参数q值为( )。

15．在一列管换热器中用壳层的饱和蒸汽加热管程的液体（无相变）。若饱和蒸汽的压力增大，而液体的流量和进口温度不变，则液体的出口温度（ ），蒸汽侧的对流传热系数（ ）。

16．某一全回流操作的精馏塔,已知相对挥发度为2.45,若x2 = 0.35(mol%),y3 = _________ . 17.在精馏塔设计中，若F、xf、xd、xw、V不变，将进料热状态从q＝1变为q1，设计所需理论塔板数为________（增加 不变 减少 不确定）。 四、选择题（每题2分共30分）

18．对吸收因数A=0.5的系统进行逆流吸收，当塔高无穷大时，（ ） A 塔顶达到气液平衡 B 塔底达到气液平衡

C 塔顶，塔底同时达到气液平衡 D 塔中没有一处达到气液平衡 19．某逆流吸收塔在操作时因某种原因使吸收剂入塔量减少，以致操作时的液气比小于原定的最小液气比，则发生下列情况（ ）

（1）液体出塔浓度增加，回收率不变

（2）液体出塔浓度不变，气体出塔浓度增加 （3）液体出塔浓度和气体出塔浓度均增加

（4）在塔的下部将发生解吸现象。

20．已知蒸馏塔顶第一层理论板上的液相泡点温度为t1，与之平衡的气相露点温度为t2，而该塔下部某理论板上的液相泡点温度为t3，与之平衡的气相露点温度为t4，则这四个温度的大小顺序是（ ）

A t1>t2>t3>t4 B t1t3=t4 D t1=t221．一操作中的精馏塔，若保持F, xf,q, V’ (塔釜上升蒸汽量）不变，而增大回流比R，则有( )

A xD增大,xw增大 B xD增大,xw下降 C xD增大,xw不变 D xD下降,xw下降

22．某二元混合物，Ａ为易挥发组分，恒压下液相组成xA＝0.62，相应的泡点温度为t1；与之平衡的气相组成yA＝0.71，相应的露点温度为t2.两组分的相对挥发度为α，，则有（ ）.

A t1t2,=1.145 C t123．某一套管换热起，由管间的饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，问此换热器的管壁温度应是：（ ） (A) 接近空气平均温度 (B) 接近饱和蒸汽和空气的平均温度

（C） 接近饱和蒸汽温度 (D) 以上均不正确 24．在活塞流反应器（PFR）和全混流反应器（CSTR）中，在相同操作条件下进行同一个二级反应时，若出口转化率相同，哪一种反应器需要的时间较长？（ ）

（A）CSTR； （B）PFR；

（C）PFR和CSTR所需时间相等； （D）无法判断。

25．冷热两流体在逆流换热时，冷流体的出口温度可能是 （ ）

(A) 等于或接近于热流体的出口温度 (B) 低于或接近于热流体的进口温度； (C) 高于或接近于热流体的进口温度； (D) 远高于热流体的进口温度。 26．可使提馏段和精馏段回流量相等的进料状况

为 （ ） A）过冷液体进料 B）饱和液体进料

C）气液混合进料 D）饱和蒸气进料 27．离心泵内进入空气时将会发生的现象是（ ） （A）汽蚀； （B）气缚； （C）烧坏电机； （D）损坏泵。

28．用一圆形管道输送某液体，管长l和体积流量qV不变。在层流情况下，若仅管径d变为原来的1.1倍。则因摩擦阻力造成的能量损失是的………………………（ ） （A）0.68倍； （B）0.83倍； （C）0.75倍； （D）0.91倍。

29．如图流体从下向上在倾斜变径管中流动，则U型压差计的读数R的大小反映情况 。

（A）A、B两截面间的动能变化和位能变化之和 （B）A、B两截面间的流动阻力损失和动能变化之和 （C）A、B两截面间的压差值

（D）A、B两截面间的流动阻力损失

30．局部阻力损失计算式hf•u/2中的u是指标 。 （A） 小管中的流速u1 （B） 大管中的流速u2

（C） 小管中的流速u1与大管中的流速u2的平均值（u1+ u2）/2 （D） 与流向有关

在列管换热器中，在温度不太高的情况下，冷热两流体的传热过程是……………（ ）（A） 以热传导为主要方式； （B）以辐射为主要方式；

（C）以热对流为主要方式； （D）以热传导和热对流两种方式为主。

32．在精馏操作中，增加精馏段中下降液体的量，而上升蒸汽量不变精馏段操作线斜率将 （ ）

A、增大 B、减小 C、不变 D、无法确定 五、计算题 33．（12分））用常压精馏塔分离某二元理想溶液，其平均相对挥发度α=3，原料液组成0.5（摩尔分率），进料量为200kmol/h，饱和蒸汽进料，塔顶易挥发组分的回收率为0.95。已知精馏段操作线方程为y=0.8x+0.19，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶为全凝器，泡点回流。试求：

（1）塔顶、塔底产品组成；

（2）全凝器中每小时冷凝的蒸汽量和再沸器中每小时产生的蒸汽量； （3）最小回流比Rmin； （4）若塔顶第一块板的液相Murphree效率为0.6，则离开塔顶第二块板的气相组成为多少。

2 34．（7分）每小时15000kg的某种水溶液在一个蒸气加热的换热器内从20℃加热到50℃，水溶液在φ25mm×2mm的钢管内流动，水溶液的平均比热为3.767kJ·kg-1·K-1，钢的导热系数为45 W·m-1·K-1 ，133℃的饱和蒸气在管外冷凝，换热器的传热面积为5m2（以内管壁为基准），试问： 1）、此换热器的传热系数K为多少？ 2）、若蒸气冷凝的传热膜系数为11600 W·m-2·K-1 ，污垢热阻可以忽略不计，水溶液侧的传热膜系数为多大？ 35．（8分）某车间的开口贮槽内盛有密度为1200kg·m-3的溶液，今用泵将溶液从贮槽输送至常压吸收塔的顶部，经喷头喷到塔内以吸收某种气体，如图所示。已知输送管路与喷头连接处的表压为20kPa,，连接处2—2′高于贮槽液面1—1′距离 为16m.用φ57mm×2.5mm的钢管输送，送液量为18m3·h-1。已测得溶液流经管路的能量损失为160 J·kg-1（不包括流经喷头的能量损失），泵的效率为0.65，求泵的轴功率。（贮槽液面维持恒定）

22′16m11′

36．（8分）可逆一级液相反应，A

P，已知进入反应器的浓度cA0=0.5 kmol·m-3，要求

转化率xA66.7%（以进料为基准）。A进料量为FA,0 =36 kmol·h-1，已知其动力学方程式为(-rA) = kCA [kmol·m-3·min-1]，k = 0.3 min-1，试求：

①、如果采用全混流反应器，达到上述转化率时，反应器的体积为多少m3？ ②、如果将上述反应过程放在活塞流反应器中进行，则反应体积又为多少m3？

期末考试试卷（A、B卷） 一、填空题（每空1分，共15分）

1、在一管路系统中连接U管压差计，系统的压力稳定，那么U管压差计使用的指示液密度越大，则指示液液柱高度差值R越 。

2、离心泵的工作点是 曲线和管路特性曲线的交点。

3、可以通过雷诺数来判断流体的流动型态，当Re＞4000时，流体在管路中的流动型态是 。

4、在分析对流传热机理时，靠近壁面的有一薄层做层流流动的“膜”，即层流底层，其热量传递的方式主要是 。

5、在管壳式换热器中，提高管内流体流动速率，可以加大流体在管内的湍流程度，其传热系数 ，从而提高了传热速率。

6、吸收中亨利定律应用的条件是 。 7、双膜理论认为，吸收的传质阻力主要存在于 内。

8、全回流操作时，两板之间任一截面的上升蒸气与下降液体的组成相等，传质过程推动力最大，达到一定分离程度所需的理论塔板数 。

9、间歇精馏有两种主要操作方式分别是 和 10、随着全混流反应器串联个数的增多，所需反应体积愈接近 反应器。

11、用停留时间分布密度函数E(t)表示平均停留时间的定义式为：t 。 12、流体流动局部阻力的两种计算方法分别为 和 。 13、理论塔是指 。 二、判断正误题（每题1分共5分）

14. 牛顿粘性定律表明流体内部的剪应力与流体的粘度成反比，与速度梯度成正 比，服从此定律的流体称为牛顿型流体。 （ ）

15. 相对挥发度α=1的二元溶液采用连续精馏分离比较合适。（ ）

16. 若冷、热流体的进、出口温度保持不变，且传递同样的热量条件下，逆流操作时所需要的传热面积比并流时要大。 （ ）

17. 吸收只能用填料塔，而精馏只能用板式塔。 （ ）

18. 测定停留时间分布曲线可以用来判断物料在反应器内的流动状况。 （ ） 三、选择题（每题2分共20分）

19. 今有两种互不相溶的流体甲、乙，被装入如图所示 的连通器中，乙流体液面高于甲流体液面且均通大气。 如图所示的A、B截面位于同一水平面，下列四组

乙甲判断中合理的是----------------------------------（ ） A)、pA＞pB;ρ甲＜ρ乙 B)、pA=pB;ρ甲＞ρ乙 C)、pA=pB;ρ甲＜ρ乙 D)、pA＜pB;ρ甲＜ρ乙

BAB20. 在同一管路系统中使用下列流量计产生阻力最小的是 （ ） A A) 、孔板流量计 B)、文丘里流量计 C)、测速管 D) 、转子流量计

21. 下列说法错误的是------------------------------------------ ------------------（ ） A）、对于设备保温，在耐热条件允许的情况下，将导热系数小的材料包在内层较好。

B）、气体的导热系数比液体要小。 C）、导热系数表示物质导热能力的强弱。 D）、物体的热阻与导热系数成正比。

22.在传热计算中，不能直接用TT1T2计算对数平均温差的

mlnT1/T2是----（ ）

A) 、间壁一侧流体变温，另一侧为恒温 B)、冷、热流体并流

C)、冷、热流体逆流 D) 、冷、热流体错流或折流 23. 下列说法正确的是---------------------------------------------------------（ ） A）、水吸收NH3过程中，液膜阻力很小，属于气膜控制过程； B）、水吸收HCl过程中，液膜阻力很大，属于液膜控制过程； C）、水吸收O2过程中，液膜阻力很小，属于气膜控制过程； D）、水吸收CO2过程中，液膜阻力很大，属于气膜控制过程。 24. 对一定物系吸收操作中，亨利系数E、相平衡常数m和溶解度系数H之间的关系是- （ ） A）、温度升高，E值增大，m增大，H减小； B）、温度升高，E值增大，m减小，H减小； C）、气体溶解度减小，E值减小，m减小，H增大； D）、气体溶解度减小，E值减小，m减小，H减小。

25. 精馏操作中，当q＜0时，其进料热状况是----------------------------------------（ ） A) 、泡点进料 B)、露点进料 C)、气液混合进料 D) 、过热蒸气进料

26. 精馏塔操作时，从塔顶到塔底的变化趋势是------------------------------（ ） A) 、温度逐渐增大 B)、轻组分含量逐渐增大 C)、难挥发组分逐渐减小 D) 、压强逐渐增大。

27. 物料返混量为无限大的反应器是--------------------------------------------（ ） A) 、IBR B)、CSTR C)、PFR D) 、CSTRS

28. 方差σ2的大小用来量度停留时间分布离散程度，当σ2 = 0时，表示物料在反应器内的流动模型是------------------------------------------------------------（ ） A) 、理想置换型 B)、理想混合型 C)、轴向扩散型 D) 、多级串联流动模型 四、计算题（共60分）

29.（12分）如图所示，用泵将20C的水（ = 1000kgm-3， = 110-3Pas）由水池送到塔内，塔顶喷头前表压为190Pa，输送管尺寸为114mm4mm，直管及全部局部阻力当量长度之和为240m。管路中装有孔板流量计，孔口直径为55mm，设所用U型管压差计中水银高差为163mm（水银= 13600kgm-3），已知流量计的流量系数为C0=0.63。试求： （1）水的流量，以m3h-1表示。（2）泵的压头，以mH2O表示。

Re； 已知：层流时，湍流时，

0.0020.31Re0.25

孔板流量计的体积流量计算公式：

VsC0A0

2P

30.（10分）在一套管冷凝器中，用130℃的饱和蒸汽将乙醇水溶液从25℃加热到80℃。换热器内有效传热长度4m ，规格Ф25×2.5mm，乙醇水溶液在管内湍流流动，水蒸汽在环隙内冷凝为同温度的饱和水。已知基于内管外表面的总传热系数为 K0=1100w/mK，内管内侧给热系数为 1600w/mK,钢的导热系数为 45W/mK，在操作条件下，垢层热阻及热损失不计。 （1） 试求蒸汽冷凝给热系数。 计算内管外壁的平均温度。

31.（8分）在填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的SO2，气体的总流量为223kmol·h-1，其中含SO2的摩尔比为0.1，要求SO2的吸收率为95%，水的用量是最小用量的1.5倍。在操作条件下，系统平衡关系为Y*=2.7X，试求：

1）、水的用量2）、吸收液出塔浓度；3）、当气相总体积传质系数为KYa=0.2kmol·m-3·s-1，塔截面积为0.5m2时，所需填料层高度。

32.（18分）一连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分xF=40%(mol%,下同），进料状况为气液混合物，q=0.6,所达分离结果为塔顶产品xD=98%,塔釜残液xW=2%.若该系统的相对挥发度α=2，操作时采用的回流比R=1.8Rmin，试计算： 1）、易挥发组分的回收率。2)、最小回流比Rmin; 3)、提馏段操作线方程。

33.（12分）现有反应物A依次起进入一个全混流反应器（CSTR）和一个平推流反应器（PFR），若CA0=1(mol/l)，VRCSTR=VRPFR=15（l），反应物A的反应速率方程为

2

2

rA0.2CA(mol/min.l),体积

流量为02(l/min)，求出口反应物的转达化率。

B卷标准答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共15分）

1、 小；2、离心泵的特性；3、湍流；4、导热；5、增大；6、总压不大，稀溶液；7、气膜

和液膜；8、最少；9、回流比恒定操作，馏出液组成恒定操作；10、活塞流；11、00tE（t）dtE（t）dt

12、阻力系数法，当量系数法；13、上升蒸气与下降液体在塔板上充分接触，经传质传热后离开塔板的气体组成和液体组成达成平衡。 二、判断题（每题1分，共5分） 1、×；2、×；3、×；4、×；5、√ 三、选择题（每题2分，共20分）

1、B；2、C；3、D；4、D；5、A；6、A；7、D；8、A；9、B；10、A 四、计算题 1、（12分）解：

VsC0A00.63

2gR（0）0.055229.810.163（136001000）9.5103m3s134.2m3h110004uVs49.5103d241.08ms1 4分

0.1062Redu0.1061.081000114127＞4000，3110流体流动型态为湍流

0.0020.310.310.0020.0192 3分 0.250.25Re1141272P1u12P2u2Z1HeZ2hf

g2gg2g22leu2P2u2HeZ2g2gd2g1902401.082 5分 15（10.0192）10009.810.10629.81150.022.6517.67m2、 （10分）解：di=20mm；dm=22.5mm；d0=25；δ=2.5mm （1）、

11d01d0 K00dmidi101d01d0K0dmidi10.002525256.6110511004522.5160020

015125.7Wm2K1 4分

（2）、A0=πd0l=π×0.025×4=0.314m2

Tm(13025)(13080)74.1

13025ln13080

K0A0Tm11000.31474.125604.6W0A（0TTw）TwT 6分 25604.6130124.6℃0A015125.70.3143、（8分）解：（1）、Y2=Y1（1-η）=0.1×（1-0.95）=0.005； X2=0

V=223×（1-y1）=223/（1+Y1）=223/1.1=203kmol/h

LminVY1Y2203(0.10.005)521kmol/h*0.1/2.70X1X2 3分

水的用量：L1.5Lmin1.5521781kmol/h0（2）、X1X2（Y1Y2）*VL203（0.10.005）0.0247 1分

781Y2*0

Y2Y2Y2*0.005

（3）、Y12.7X12.70.02470.0667； Y1Y1Y10.10.006670.0333；*YmY1Y20.03330.0050.0149

lnY1/Y2ln0.033/0.005NOGY1Y20.10.0056.38 Ym0.0149HOGV2030.5mKYa0.20.53600 4分

ZNOGHOG6.380.53.6m

4、（18分）解：1）、 F=D+W

FxF=DxD + WxW

F=D+W D=0.655W 0.4 F = 0.98D + 0.02W F=1.655W ∴

DxDFx0.655W0.9840.97 F1.655W0.2）、 yqq1xxFq1； y0.60.61x0.40.61-----------------① yx1(1)x； y2x1x------------------------------------②

由①、②得：xe = 0.333 ；ye = 0.5 RminxDyey0.980.52.87 exe0.50.3333）、R = 1.8Rmin = 1.8×2.87=5.17

L = RD =5.17×0.655W=3.386W

L′=L+Qf=3.386w+0.6×1.655w=4.379w L′-w=3.379w

提馏段操作线方程为：

yLLWxWxWLW4.379W0.02W3.379Wx3.379W1.3x0.00592 5、（12分）解：CSTR VRCSTRV157.5 02CA，0xA，1rCA，0xA，1CA，0xA，1xA，1（7.5

A）0.2CA0.2CA，（01xA，1）0.2（1xA，1）6分 6分

6分