2021 化工原理(浙江科技学院) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-09-13到2021-12-31
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【作业】第7章 质量传递基础 课后作业

1、 问题:实验测得在总压为1.013×Pa及温度20℃下，1kg水中含氨0.01kg，此时液面上氨的平衡分压为800Pa。求氨在气相、液相中的摩尔分数、摩尔比、质量分数、质量比及摩尔浓度。
评分规则: 【 有理有据，必要过程
结果正确
书面认真，条理清晰
】

2、 问题:在长0.2m、直径0.01m的管中，通过进行等摩尔反向扩散。已知总压为1.013×Pa，温度为298K，管两端的分压分别为60kPa和10kPa，在中的扩散系数为1.67×。试求的扩散通量。
评分规则: 【 有理有据，必要过程
结果正确
书面认真，条理清晰
】

3、 问题:在一根细小的金属管底部放置有293K的水，管中水汽通过停滞的干空气层进行扩散，扩散长度为0.1524m。已知干空气的总压力为1.013×Pa，温度为293K，且在1.013×Pa和293K下水汽在空气中的扩散系数为2.50×。试计算稳态下水的蒸发速率。
评分规则: 【 有理有据，必要过程
结果正确
书面认真，条理清晰
】

第7章 质量传递基础 单元测试-质量传递基础

1、 问题:双膜理论模型有3个要点假定，下面哪一个不是的？
选项：
A:存在一个稳定的相界面
B:相界面上的传质不存在阻力
C:相界面上，组分的浓度可通过实验测定
D:有两个停滞膜，膜内传质方式为分子扩散
答案: 【相界面上，组分的浓度可通过实验测定】

2、 问题:下面哪一项表述是正确的？
选项：
A:分子扩散体系中，同一组分的绝对扩散通量大于其相对扩散通量。
B:等摩尔反向扩散体系中，同一组分的绝对扩散通量大于其相对扩散通量。
C:单向扩散体系中，同一组分的绝对扩散通量大于其相对扩散通量。
D:无论是等摩尔反向扩散还是单向扩散，组分A的相对扩散通量等于组分B的相对扩散通量。
答案: 【无论是等摩尔反向扩散还是单向扩散，组分A的相对扩散通量等于组分B的相对扩散通量。】

3、 问题:下列哪一项不能作为质量传递的推动力？
选项：
A:浓度差
B:温度差
C:压力差
D:速度差
答案: 【速度差】

4、 问题:下列哪一项不属于分子扩散的特征？
选项：
A:传递的基本单位是单个分子
B:存在于静止或层流流动的流体中
C:存在于湍流流动的流体中
D:沿着浓度梯度确定的方向运动
答案: 【沿着浓度梯度确定的方向运动】

5、 问题:质量传递的三要素，下面哪一个不是？
选项：
A:物质/组分
B:推动力
C:传递结果
D:阻力
答案: 【阻力】
分析：【

质量传递的三要素，包括物质/组分、推动力、传递结果。

】

6、 问题:下列哪一项不是影响扩散系数的因素？
选项：
A:温度
B:压力
C:分子大小
D:体系尺寸
答案: 【体系尺寸】
分析：【

扩散系数D的影响因素，一般包括2类，一是组分自身的性质，如分子大小，粘度等，二是环境条件，主要是温度和压力等。

】

7、 问题:对流传质中涉及的准数有哪些？
选项：
A:雷诺数Re
B:施米特准数Sc
C:谢伍德准数Sh
D:努赛尔准数Nu
答案: 【雷诺数Re;
施米特准数Sc;
谢伍德准数Sh】

8、 问题:混合物分离的两相理论支柱，它们是指？
选项：
A:化学平衡
B:相平衡
C:传递速度
D:化学势
答案: 【相平衡;
传递速度】
分析：【

化工原理研究的是物理变化而非化学变化的单元操作，其中质量传递旨在解决混和物的分离，目标是分离的程度和速度，理论基础对应的是相平衡和传递速度，其中传递速度则是推动力与阻力之比。

】

9、 问题:质量传递的方式，包括？
选项：
A:分子扩散
B:对流传质
C:单个分子
D:若干分子的微团
答案: 【分子扩散;
对流传质】
分析：【

质量传递的方式，包括分子扩散和对流传质两种。

】

10、 问题:对流传质阻力的大小，等于对流传质系数的倒数。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

11、 问题:工业生产过程的质量传递单元操作中，分子扩散通常是组分传递的主要方式。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

12、 问题:无论是液体还是气体，温度升度都会使其扩散系数D变大。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

13、 问题:若混合物中B组分的摩尔分数为0.2，则其摩尔比是多少？
答案: 【0.25】
分析：【

故，0.20/（1-0.20）=0.25

】

14、 问题:舍伍德准数Sh、施密特准数Sc的物理含义分别是什么?
答案: 【对流传质速率，扩散传质速率，动量扩散系数，分子扩散系数】
分析：【

舍伍德准数Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比，施密特准数Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。

】

【作业】第8章 气体吸收 课后作业-1

1、 问题:比较气、液两相浓度大小，确定传质方向。       在常压1atm、25C下，溶质组成为0.05（摩尔分率）的-空气混合物分别与以下几种溶液接触，试判断传质过程的方向，并计算两相传质推动力的大小。已知在常压及25C下在水中的亨利系数为1640atm。 （1）浓度为的水溶液；（2）浓度为的水溶液；（3）浓度为的水溶液。
评分规则: 【 答案： (1) 吸收过程；(2) 气液相达平衡；(3)解吸过程
】

2、 问题:操作压力对吸收推动力大小的影响       某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质（摩尔分率），进塔气体中含溶质2.5%（体积%），操作压力为1atm，此时气液平衡关系为y=50x。现将操作压力由1atm增至2atm，问塔底气相推动力（y-y）和液相推动力（x-x）各增加为原来的多少倍。
评分规则: 【 答案： （y-y）增加1.33倍；（x*-x）增加2.67倍。
】

3、 问题:实验测得在101.3kPa、20℃下，100g水中含的量为1g，液面上氨的平衡分压为800kPa。若在此浓度范围内相平衡关系符合亨利定律，试求H、E、m。
评分规则: 【 答：0.728，76.19kPa，0.752
】

4、 问题:用填料塔进行吸收操作，在操作条件下，，已知液相体积传质分系数，试分别对m=0.1及m=5.0两种情况，计算当液体流量增加一倍时，总传质阻力减少的百分数。
评分规则: 【 答案：(1)m=0.1时，34%；(2)m=5.0 时，30.6%。
】

【作业】第8章 气体吸收 课后作业-2

1、 问题:在填料吸收塔中，用清水吸收含有溶质A的气体混合物，两相逆流流动。进塔气体初始浓度为5%（体积%），在操作条件下相平衡关系为Y*=3X，试分别计算液气比为4和2时，出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。
评分规则: 【
】

2、 问题:用纯水吸收空气中的SO2，混合气中SO2的初始组成为5%（体积），液气比为3，在操作条件下，相平衡关系为Y*=5X，通过计算说明逆流和并流吸收操作出塔气体的极限浓度哪个低？
评分规则: 【
】

3、 问题:在逆流操作的吸收塔中，在101.3kPa、25°C条件下，用清水吸收混合气中的 H2S，将其浓度由2%降至0.1%（体积%）。该系统符合亨利定律，亨利系数为5.52´104kPa。若吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试计算操作液气比LS/GB及出塔液相组成Xb。若操作压力改为1013kPa其它条件不变，再求LS/GB及Xb。
评分规则: 【
】

4、 问题:工业上有时采用部分吸收剂再循环操作，其目的是什么？什么情况下采用部分吸收剂循环操作？
评分规则: 【 吸收剂部分再循环，吸收塔进口液体溶质浓度增加，平均传质推动力减小，若过程为气膜控制，循环吸收剂流量增加，传质系数不变，故吸收塔塔高增加。
在下列情况下采用循环，总的看来是有利的：（1）若吸收过程的热效应很大，以至吸收剂进吸收塔前需要塔外冷却来降低吸收温度，这样相平衡常数m降低，全塔平均推动力提高，祢补了因部分再循环吸收塔进口液体溶质浓度增加导致的平均传质推动力减小。（2）若吸收工艺要求较小的新鲜吸收剂用量，以至不能保证填料被很好的润湿，致使单位体积填料有效传质面积降低，此时采用吸收剂部分再循环，提高单位体积填料有效传质面积，即提高体积传质系数，补偿了因循环而降低吸收推动力，如果总体上仍使塔高降低，使用再循环是有意义的。
】

【作业】第8章 气体吸收 课后作业-3

1、 问题:在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收某低浓气体混合物中的可溶组分。操作条件下，该系统的平衡线与操作线为互为平行的两条直线。已知气体混合物的摩尔流率为90kmol/m2.h，要求回收率达到90%，气相体积总传质系数Kya为0.02kmol/m3.s，求填料层高度。
评分规则: 【 答案： H=11.25m。
】

2、 问题:在一塔径为1m的常压逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5%（体积%）混合气中的溶质，已知混合气的处理量为125kmol/h，操作条件下的平衡关系为y*=1.2x，气相体积传质总系数为180kmol/（m.h），吸收剂用量为最小用量的1.5倍，要求回收率达到95%。试求：（1）吸收剂出塔浓度；（2）完成上述任务所需的填料层的高度；（3）若在以上填料层基础上加高2m，其它条件不变，问回收率可达到多少？
评分规则: 【
】

3、 问题:混合气中含10%（摩尔分率，下同）CO2，其余为空气，在20°C及20atm下用清水吸收，使CO2的浓度降到0.5%。已知混合气的处理量为2240m3/h（标准状态下），溶液出口浓度为0.0006，亨利系数E为200MPa，液相体积总传质系数KLa为50kmol/(h·m3)·(kmol/m3)，塔径为1.5m。试求每小时的用水量(kg/h)及填料层的高度。
评分规则: 【
】

4、 问题:有一常压逆流吸收塔，塔截面积为0.5m，填料层高为3m。用清水吸收混合气体中的丙酮，丙酮含量为5%（体积%），混合气流量为1120m/h（标准状态）要求回收率达到90%。已知操作液气比为3，操作条件下的平衡关系为y=2x 。试求：（1）出塔液体中丙酮的质量分率；（2）气体体积总传质系数Kya（kmol/(m.s)）；（3）若将吸收率提高到98%，拟采用增加填料层高度的方法，问此时填料层高度应为多少？
评分规则: 【
】

5、 问题:在逆流操作的填料塔中，用清水吸收氨-空气混合物中的氨。已知混合气处理量为2000m3/h（标准状态），其中含氨体积分率为5%，气体空塔气速为1m/s（标准状态），氨的吸收率为98%。吸收剂用量为最小用量的1.5倍。操作条件下的相平衡关系为y*=1.2x。气相体积传质总系数Kya=180kmol/(m3.h)，且。试求：（1）用水量，kg/h；（2）完成上述任务所需填料层高度，m；（3）若混合气体处理量增加25%，此时氨的吸收率为多少？