化工原理下学期练习教学文稿.docx

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化工原理下学期练习教学文稿

化工原理下学期练习

传质基础

【1】传递净物流量为N，主体流动量为Nm，A分子和B分子净流量为NA和NB，等分子相互扩散不同于单向扩散的特点是（C）。

（A）JA＝－JB；（B）N＝Nm＞0；（C）NA＝－NB＞0；（D）NA＝－NB＝0

【分析如下】无论是等分子相互扩散还是单向扩散都恒有JA＝－JB，故不能选（A）；又在等分子相互扩散中没有总体流动（即Nm＝0），而不是N＝Nm＞0，故不能选（B）；传质速率NA和NB不可能都同时为零，故（D）不成立；只有等分子相互扩散才有NA＝－NB，故正确的选项应该是（C），即NA＝－NB＞0。

【2】两组分A和B的传质速率为NA和NB，在（C）情况下，是大小相等，方向相反。

（A）在气相中扩散；（B）单向扩散；（C）等摩尔扩散；（D）在液相中扩散

【分析如下】在单向扩散中，NB＝0，NA＞－NB。

只有在等摩尔相互扩散时才有NA＝－NB，且与在液相还是气相中扩散无关，故选（C）。

【3】物质在气体中的分子扩散系数DG与气体绝对温度T的关系为（B）。

（A）DG∝TG；（B）DG∝TG的1.75次方

（C）DG∝1/TG；（D）DG∝（1/TG）的1.75次方

【4】单向扩散中，趋向于相界面的总体流动，是由于（B）引起的。

（A）外力驱动；（B）分子扩散；（C）对流扩散；（D）涡流扩散

5】描述分子扩散的实验定律是（B）。

（A）亨利定律；（B）菲克定律；（C）拉乌尔定律；（D）傅立叶定律

【说明如下】亨利定律描述的是气体和稀溶液间的气液相平衡关系的实验定律。

拉乌尔定律描述的是理想溶液汽液相平衡关系的实验定律。

傅立叶定律描述的是物体中热传导性能的实验定律。

描述分子扩散的实验定律是菲克定律。

【6】漂流因数越大，表明（D）的影响越大。

（A）对流扩散；（B）温度；（C）粘度；（D）总体流动

【分析如下】漂流因数表明总体流动的影响，与对流扩散、温度和粘度无直接关系。

漂流因数表明单向扩散比等摩尔相互扩散的传质速率大的倍数，也即总体流动对传质速率的影响。

【7】总体流动又称摩尔扩散，发生在（A）中:

。

（A）单向扩散；（B）等分子相互扩散；（C）气相；（D）液相

【分析如下】（A）由于A分子单向扩散留出空位，使气体混合物产生趋向于相界面的总体流动。

（B）等分子相互扩散不会产生总体流动。

（C）总体流动是由于分子单向扩散本身引起的，与在液相还是气相中的扩散无关。

【8】液体粘度增大液相中扩散系数DL（A）。

（A）减小；（B）增大；（C）不变；（D）不确定

气体吸收

【1】常压下用水吸收二氧化碳的低浓度系统，如在水中加碱，此系统（C）。

（A）kG和KG都明显增大；（B）kG减小，KG增大

（C）kG基本不变，KG增大；（D）kG和KG都基本不变

【分析如下】加碱中和碳酸根，减少了液膜阻力，使总吸收系数KG增大，而气膜的kG基本不变，KG不可能不变。

【2】对一定的气体和稀溶液物系，相平衡常数m取决于（B）。

（A）温度和浓度；（B）温度和压强

（C）压强和浓度；（D）流速和浓度

【分析如下】相平衡常数m=E/Pt，式中亨利系数E在压力不很高时只取决于温度，所以m取决于温度和压强。

【3】只要组分在气相中的分压（B）液相中该组分的平衡分压，解吸就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。

（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）不等于

【分析如下】如果组分在气相中的分压与液相中该组分的平衡分压不相等，传质过程就会继续进行。

如果组分在气相中的分压大于液相中该组分的平衡分压，传质过程就会从气相往液相进行，是吸收。

如果组分在气相中的分压小于液相中该组分的平衡分压，传质过程就会从液相往气相进行，是解吸。

【4】低浓度难溶气体吸收，其他操作条件不变，入塔气量增加，气相总传质单元高度HOG、出塔气体浓度y2、出塔液体浓度x1将会有（A）。

（A）HOG↑，y2↑，x1↑；（B）HOG↑，y2↑，x1↓；（C）HOG↑，y2↓，x1↓；（D）HOG↓，y2↑，x1↓

【分析如下】难溶气体吸收属液膜控制，入塔气量G增加，则Kya基本不变，因为HOG＝G/Kya，故HOG↑。

由于G↑，L不变，则L/G↓，将使操作线平衡线靠近，吸收推动力下降，吸收效果变差，吸收率η↓，故y2↑。

又

，导致x1↑。

故选（A）。

5】在逆流吸收塔内，入塔条件不变，填料层高度H趋向无穷大，当吸收因数A＜1时，气液相在（B）处达到平衡。

（A）塔顶；（B）塔底；（C）塔中部；（D）塔中某一位置

【6】用纯溶剂逆流吸收混合气中的溶质，相平衡符合亨利定律。

当入塔气体浓度上升[属低浓度范围]其他入塔条件不变，则气体出塔浓度

和吸收率

（D）。

（A）

↑，

↓；（B）

↓，

↑；（C）

↑，

↑；（D）

↑，

不变

【分析如下】操作线斜率L/G不变，操作线平移。

塔填料高h0不变，

也不变，则NOG不变，操作线必然向上平移，所以

↑。

由NOG＝[1/（1－S）]ln[（1－S）（yb－mxa）/（ya－mxa）+S）]，当NOG不变，S＝mG/L不变，xa＝0，yb/ya必然不变。

对低浓度吸收，吸收率

，所以吸收率恒定不变，而

↑。

【7】正常操作的逆流吸收塔，因故吸收剂入塔量减少，以致使液气比小于原定的最小液气比，将会发生（A）。

（A）出塔液

↑，回收率

减小；（B）出塔气

↑，出塔液

不变

（C）出塔气

↑，出塔液

↑；（D）在塔下部发生解吸现象

【8】温度__B__，将有利于解吸的进行。

（A）降低；（B）升高；（C）变化；（D）

【分析如下】由于解吸操作时，操作线在平衡线下方，温度升高，平衡线向上移动，有效提高传质推动力，有利于解吸的进行。

【9】在解吸操作中，总压

和温度T（C），将有利于解吸的进行。

（A）

↑，T↑；（B）

↑，T↓；（C）

↓，T↑；（D）

↓，T↓

【分析如下】总压下降，使相平衡常数（

）上升，平衡线上移，有利于解吸。

温度上升，亨利系数E上升，也使m上升，平衡线上移，有利于解吸。

10】在

图上，操作线若在平衡线下方，则表明传质过程是（B）。

（A）吸收；（B）解吸；（C）相平衡；（D）不确定

【分析如下】由于操作线在下方平衡线在上方，表明与液相平衡气相浓度y*高于实际气相浓度y，传质方向是从液相到气相，故不能为吸收，而是解吸。

【11】某填料吸收塔，由于前面工序生产能力提高，吸收塔的生产能力需相应提高，但气体进出口浓度仍需保持不变，则可采取增加吸收剂用量和降低进塔吸收剂的浓度等措施，此办法A。

A．可行；B．不可行；C．不一定

【12】为提高吸收系数以强化吸收过程，对气膜控制过程，应采取C，对液膜控制过程，应采取D。

A．升高温度，增加总压，减少气流速度；B．降低温度，减小总压，增加气流速度；

C．降低温度，增加总压，增加气流速度；D．适当升高温度，增加吸收剂用量及湍动程度。

【13】某一操作中吸收塔，若吸收剂的温度突然升高，则C说法不正确。

A．Y1，X2不变；B．Y2增大，X2不变；C．Y2增大，X1不变；D．Y1不变，X1减小。

【14】对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变、而液相总浓度增加时其溶解度系数H将（C）﹑亨利系数E将（A）。

A．增加B．减少C．不变

【分析如下】在亨利定律适用的范围内，H只是温度的函数，与pA或cA无关，而E＝HcM，故E增大。

应注意这里H的表达式应为

，而不是谭天恩教材中的

。

【15】在吸收传质过程中，它的方向和限度，将取决于吸收质在气－液两相平衡关系，若要进行吸收操作，则应控制（A）

A、

；B、

；C、

【16】通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时（D）。

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。

【17】在常压下，20℃时氨在空气中的分压为166mmHg，此时氨在混合气体中的摩尔分率

（0.218），比摩尔分率Y=（0.279）。

【18】选择吸收设备时﹑综合考虑吸收率大﹑阻力小﹑稳定性好﹑结构简单造价小﹑一般应选（A）。

A．填料吸收塔；B.板式吸收塔；C.喷淋吸收塔。

【19】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，下列哪些情况将发生?

（C）A出塔液体浓度x1增加，回收率增加；

B出塔气体浓度增加，但x1不变；

C出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加；

D在塔下部将发生解吸现象。

【20】在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为p0，溶液温度为t，溶质含量为c（x），试问：

（1）若将N2压入容器，则E不变，H不变，m变小，pe不变；

（2）若溶液温度t下降，则E变小，H变小，m变小，pe变小；

（3）注入溶质A，则E不变，H不变，m不变，pe变大。

【21】某吸收过程，已知气相传质系数与液相传质系数的关系是ky＝3kx，则此时气相传质推动力（y－yi）不确定液相传质推动力（yi－ye）。

（＞，＝，＜，不确定）。

【分析如下】

因m未知，故不确定。

【22】低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将减小，设备费用将增大（增大，减小，不变）。

【23】某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，则将发生什么情况y2增大，达不到设计要求，x1也增大。

【24】低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂用量L增加，试判断下列参数变化情况并绘出新工况操作线：

HOG减小，∆ym不确定，出塔液体x1减小，出塔气体y2减小，回收率η增大（增大，减小，不变，不确定）。

附图【24】附图【25】

【25】低含量逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高，试绘出新工况的操作线。

【26】吸收操作中，原工况下气体进塔量为G，进出塔的含量分别为y1，y2。

由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量L的方法后，使y1，y2保持不变。

则与原工况相比，被吸收溶质总量不变，平均推动力∆ym减小（增大，减小，不变，不确定）。

【分析如下】：

吸收溶质总量

不变，但因L↑导致Kya↑，从而

↓，即NOG↑，又

，

不变，故

↓。

【27】低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低其他条件不变时，试判断下列参数变化情况并绘出操作线：

相平衡常数m减小，Kya增大，推动力∆ym不确定，回收率η增大，出塔y2减小，出塔x1增大（增大，减小，不变，不确定）。

【28】用纯溶剂进行低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量y1下降，其他条件不变时，则气体出口含量y2减小，液体出口含量x1减小，被吸收溶质总量减小，回收率η不变，推动力∆ym减小，NOL不变（增大，减小，不变，不确定）。

【29】低浓度逆流解吸操作中，其他条件不变而入塔液体含量x1下降，则NOL不变，出塔液体x2减小，出塔气体y1减小（增大，减小，不变，不确定）。

【30】已知某吸收过程操作线如图所示，试分别定性绘出以下几种情况下的操作线，并讨论对吸收操作的影响：

（1）吸收操作为气膜控制，气体流量G增至G’，其他条件不变；

（2）吸收操作为液膜控制，气体流量G增至G’，其他条件不变。

附图【30】

【31】某吸收塔原工况的操作线如图所示，现将吸收剂L的温度降低，其他条件不变，试定性绘出以下两种情况的操作线（忽略温度变化对传质分系数的影响）：

（1）吸收过程为气膜控制；

（2）吸收过程为液膜控制。

附图【31】

【32】某吸收塔H＝∞，气体流量G与组成y1和液相组成x2不变，试绘出以下两种情况下的操作线（平衡线如附图所示）。

（1）L／G＞m；

（2）L／G＜m；

（3）试讨论在以上两种情况下，增加L／G能否使气体出口含量y2降低?

附图【32】

【33】对解吸因数1/A＝0.5的系统进行逆流吸收，当塔高为无穷大时，塔顶气相出口含量y2＝y2e，塔底气相入口含量y1＞y1e；若系统压力减小为原来的1/4倍，其他条件不变，则此时y2＞y2e，y1＝y1e

（＞，＝，＜，不确定）。

【38】附图所示两吸收塔物系相同，返混量相等，试从设计角度比较返混所造成的影响并绘出操作线。

附图【38】

【39】用吸收塔分离某气体混合物，由于工艺上某种原因，需将塔底液体部分地返回塔顶，试从设计的角度讨论以下两种返回方式对传质推动力的影响并绘出操作线。

（1）从塔底直接返至塔顶；

（2）先将塔底液体返至吸收塔中部，再从中部返至塔顶。

附图【39】

【40】某吸收过程L／G很小，无法很好地将塔内的填料润湿，若将塔底液体部分返回至塔顶，则∆ym减小，但y2可能会减小，x1可能会增大，其原因是Kya增大，说明返混不一定总是有害的。

【42】在吸收、解吸联合操作中，维持吸收塔L、G、y1，解吸气入塔含量y′2和两塔操作温度、压力均不变，现减少解吸气用量G′，与原工况相比，新工况下离开解吸塔的液体含量x2增大，离开吸收塔的气体含量y2增大，离开吸收塔的液体含量x1增大，吸收塔平均推动力∆ym减小，吸收塔的回收率η减小（增大，减小，不变，不确定）。

【43】气相中的物质扩散系数随温度的降低而，随压力的增加而；若液相粘度增加，则组分在液相中的扩散系数。

【44】当温度升高时，H，E，m。

而当压力增加时，H，E，m，三者的关系式为，。

；

；

【45】在某吸收系统中，已知ky＝3.8×10－4kmol/m2·s，kx＝1.25×10－2kmol/m2·s，平衡关系y＝x，则Ky＝，此气体是气体，此过程属于控制，欲强化此过程应。

【46】脱吸时，液相传质总推动力为，气相传质总推动力为，相际传质推动力为或。

【47】某吸收塔中，物系的平衡线方程为

，操作线方程为

，当

，

时，

0.01685，

0.0002857，

3.5，气相传质单元数

6.79。

【48】相平衡与吸收过程的关系是：

A，B，C。

【49】已知P、C、m、H，填写以下关系式：

KG＝HKL；Ky＝m-1Kx；ky＝PkG；kx＝CkL。

【50】对易溶气体，传质阻力主要在气相，气体流量的大小及湍动情况对传质总阻力的影响较大；对难溶气体，传质阻力主要集中在液相，吸收剂流量的大小及湍动情况对传质总阻力的影响较大。

51】在操作温度和压力一定的情况下，当V、Y1、Y2及X2不变时，若L减少，则操作线将接近平衡线，两相间的传质推动力将减小，设备费用将增高。

【52】一逆流操作吸收塔，塔底、塔顶的气液相浓度分别为Y1、X1和Y2、X2，其平衡关系为Y=mX，则此装置中发生吸收的条件是Y＞mX或X＜Y/m；其传质推动力，塔底Y1－mX1；塔顶Y2－mX2；吸收的最大极限，塔底Y1＝mX1；塔顶Y2＝mX2；此时推动力，塔底0或塔顶0。

【53】在吸收塔安装中，往往将塔底排液管做成U形，使之起液封作用，以防塔内气体分离不好，又当填料层较高时，常在塔内安装液体再分布器将填料分为若干层，目的是吸收液分布均匀；在气体出口处常安装破沫装置，以防雾沫夹带。

【54】在填料塔操作中，常采用提高气是或增加吸收剂用是量来满足生产情况变化的需求，那么，气、液量增加的幅度将受到相平衡的约束。

【55】用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A﹑相平衡常数m=2﹑入塔气体浓度Y1=0.06﹑要求出塔气体浓度Y2=0.002﹑则最小液气比为（）。

【56】某吸收塔中，物系的平衡线方程为y＝2.0x，操作线方程为y＝3.5x+0.001，当y1＝0.06，y2＝0.0020时，x1＝_______，x2＝_________，L/V＝______，气相传质单元数NOG＝_______。

【57】用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为，在常压下，20℃时，氨在空气中的分压为69.6mmHg，与之平衡的氨水浓度为10（kgNH3/100㎏H2O）。

此时m＝

【58】在常压下，20℃时氨在空气中的分压为166mmHg，此时氨在混合气体中的摩尔分率y＝（），比摩尔分率Y=（）。

【59】实验室用水逆流吸收空气中的CO，当水量和空气量一定时，增加CO量，则入塔气体浓度______，出塔气体浓度_______,出塔液体浓度________。

【60】吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于______________和_____________之差。

【61】当稀浓气体吸收时，若温度升高，H，E，m，三者关系为，。

【62】若１／kG>>１／HkL属控制。

１／kY<

【63】吸收质是指；而吸收剂则是指；惰性组分是指。

**答案***被液体吸收的组分，用于吸收的液体，不被吸收剂吸收的组分。

【64】在（D）情况下，出现液膜控制的吸收操作。

（A）平衡线y＝f（x）斜率很小；（B）溶解度系数H很大

（C）系统符合亨利定律；（D）亨利系数E很大

【分析如下】平衡线y＝f（x）斜率很小，表明气体易溶，应出现气膜控制，而不是液膜控制；溶解度系数H很大，表明气体溶解度大，应出现膜控制，而不是液膜控制；系统符合亨利定律，表明气体易溶，液相非稀溶液，因此不可能是液膜控制；亨利系数E很大表明气体难溶,则必然是液膜控制。

【65】已知CO2水溶液在二种温度t1、t2下的亨利系数分别为E1＝144MPa，E2＝188MPa，则________。

（A）t1＝t2；（B）t1＞t2；（C）t2＞t1；（D）不确定

【分析如下】温度上升，溶解度下降，亨利系数增大。

根据题意，由于E2＞E1，所以t2＞t1。

【66】在逆流吸收塔内，入塔条件不变，填料层高度h0趋向无穷大，当吸收因数A<1时，气液相在（）处达到平衡。

（A）塔顶；（B）塔底；

（C）塔中部；（D）塔中某一位置

【67】由于吸收过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的_________。

（A）小于，上方；（B）大于，上方

（C）小于，下方；（D）大于，下方

【68】对于低浓度气体吸收，部分吸收剂[L/2]从塔中部循环入塔，如右图所示。

其操作线应为（）。

设L＝V。

【分析如下】上段塔因为L＝V所以斜率为1，而下段塔因为L＞V所以斜率大于1，又因只有液相混合，则在液相混合截面处气相组成不变，而液相组成突然变大。

故选（b）。

【69】低浓度易溶气体逆流吸收塔，如果其他操作条件不变，入塔气体yb增加，则液相总传质单元数NOL，出塔气体ya，出塔液体xb将（）。

（A）NOL↑，ya↑，xb↑

（B）NOL↓，ya↑，xb↑

（C）NOL不变，ya↑，xb↑

（D）NOL不变，ya，xb↑

【分析如下】NOL＝S×NOG，S＝mG/L，NOG＝h0/HOG，由条件可知，S与NOG都不变化，所以NOL不变。

由图示可知，当yb↑，而L/G不变，操作线必向上平移，而NOG不变，必然在操作线向上平移的同时，线段长度要增加，使xb↑。

结论应是（C）。

【70】气膜控制的逆流脱吸填料塔操作中，若气量和液量同比例减少，则气体出口浓度ya和液体出塔浓度xb将（A）。

（A）ya↑，xb↓

（B）ya↑，xb↑（C）ya↓，xb↓（D）ya↓，xb↑

【分析如下】填料层高度h0不变，HOG=G/Kya，因属气膜控制，Kya随G的↑而↑，但一般Kya≌kya∝G的0.7～0.8次方所以当G↑，HOG↓，则NOG＝h0/HOG应增加，当气液量按比例减少时，操作线斜率不变，平行向平衡线移动，如图示，应是出塔气ya↑，出塔液xb↓。

【71】当压力不变时，温度提高l倍，溶质在气相中的扩散系数提高倍；假设某液相黏度随温度变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该液相中的扩散系数降低倍。

【72】扩散适合于描述精馏过程；适合描述吸收和解吸过程。

【73】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在气相各部分分压不变，传质速率将；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。

【74】常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水浓度和压力不变，而氨水温度提高，则亨利系数E，溶解度系数H，相平衡常数m，对过程不利。

【75】常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E，溶解度系数H，相平衡常数m，对过程不利。

【76】常压、25℃密闭容器内装有低浓度的氨水溶液，若向其中通人氮气，则亨利系数E，溶解度系数H，相平衡常数m，气相平衡分压。

【77】含5％（体积分数）二氧化碳的空气—二氧化碳混合气，在压力为101.3kPa，温度为25℃下，与浓度为1.1×10－3kmol／m3的二氧化碳水溶液接触，已知相平衡常数m为1641，则CO2从相向相转移，以液相摩尔分率表示的传质总推动力为。

【78】填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的溶质A，操作条件下体系的相平衡常数m为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为4时，出塔气体的极限浓度为；当操作液气比为2时，出塔液体的极限浓度为。

【79】难溶气体的吸收过程属于控制过程，传质总阻力主要集中在侧，提高吸收速率的有效措施是提高相流体的流速和湍动程度。

【80】在填料塔内用清水吸收混合气体中的NH3，发现风机因故障输出混合气体的流量减少，这时气相总传质阻力将；若因故清水泵送水量下降，则气相总传质单元数。

81】低浓度逆流吸收塔中，若吸收过程为气膜控制过程，同比例增加液气量，其他条件不变，则HOG，∆Ym，出塔液体X1，出塔气体Y2，吸收率η。

【82】采用逆流填料吸收塔吸收某溶质，当要求液体含量不低于某一数值，且工艺对吸收剂用量有一定的限制，结果填料未能得到充分润湿时，总传质系数，工业上通常采用流程提高填料的润湿率，当时，此操作对吸收过程是有利的。

【83】溶质A的摩尔比XA＝0.2的溶液与总压为2atm，YA＝0.15（摩尔比）的气体接触，此条件下的平衡关系为

（atm）。

则此时将发生过程；用气相组成表示的总传质推动力∆Y＝；若系统温度略有提高，则∆Y将；若系统总压略有增加；则∆Y将。

【84】在吸收塔设计中，的大小反映了吸收塔设备效能的高低；反映了吸收过程的难易程度。

【85】在一逆流吸收塔内，填料层高度无穷大，当操作液气比L/G＞m时，气液两相在达到平