分析化学中的分离方法习题与答案
试样的采集及处理
一、填空:
试样的预处理步骤包括(破碎)、(过筛)、(混合)和(缩分)四个步骤。
分解试样一般采用(溶解法)、(熔融法)和(烧结法)三种方法。
二、选择:
( D )1.采样的样品中可能包括采样的随机误差和系统误差,在应用样品的检测数据来研究采样误差时,还必须考虑()的影响。A 随机误差 B 系统误差 C 操作误差D 试验误差
( A )2.物料按特性值变异性类型可以分为( )
A 均匀物料和不均匀物料
B 随机物料和非随机物料
C 定向物料和周期性物料
D 混合性物料和纯净性物料
三、判断:
( × )1.只要做好采样中的质量保证,就能使分析结果准确可靠。
( √ )2.在痕量分析中,纯度是选择溶剂的重要标准。
( √ )3.高氢酸共沸溶液沸点为203℃。
( √ )4.碳酸盐熔融一般在铂坩埚中进行,含硫熔剂的熔融不能用铂坩埚。
四、问答:
1.试样处理时,破碎过程中会引起试样组成改变的原因是什么?
答:⑴在粉碎试样的后阶段常常会引起试样中水分含量的改变。⑵破碎机研磨表面的磨损,会使试样中引入某些杂质,如果这些杂质恰巧是要分析测定的某种微量组分,问题就更为严重。⑶破碎、研磨试样过程中,常常会发热,而使试样温度升高,引起某些挥发性组分的逸去;由于试样粉碎后表面积大大增加,某些组分易被空气氧化。⑷试样中质地坚硬的组分难于破碎,锤击时容易飞溅逸出;较软的组分容易粉碎成粉末而损失,这样都将引起试样组成的改变。因此,试样只要磨细到能保证组成均匀和容易为试剂所分解即可,将试样研磨过细是不必要的。
2.试样分解使用熔融法有哪些缺点?怎么样尽量避免这些缺点对分析的影响?
答:⑴熔融时常需用大量的熔剂(一般熔剂质量约为试样质量的十倍),因而可能引入较多的杂质;
⑵由于应用了大量的熔剂,在以后所得的试液中盐类浓度较高,可能会对分析测定带来困难;
⑶熔融时需要加热到高温,会使某些组分的挥发损失增加;
⑷熔融时所用的容器常常会受到熔剂不同程度的侵蚀,从而使试液中杂质含量增加。
因而当试样可用酸性溶剂(或碱性溶剂)溶解时,总是尽量避免应用熔融法。如果试样的大部分组分可溶于酸,仅有小部分难于溶解,则最好先用溶剂使试样的大部分溶解。然后过滤,分离出难于溶解部分,再用较少量的熔剂熔融之。熔块冷却、溶解后,将所得溶液合并,进行分析测定。
沉淀分离法
一、填空:
1.在沉淀生成的过程中,影响沉淀生成的因素有(同离子效应)、(盐效应)、(络合效应)及氢离子浓度对沉淀溶解度的影响。
2.盐析沉淀通常有加入(沉淀剂)、沉淀物的(陈化)、沉淀物的(收集)等三个操作步骤。
二、选择:
( A )1.能够使沉淀溶解度下降的因素是()。
A 同离子效应
B 盐效应
C 酸效应
D 络合效应
( D )2.蛋白质溶解度曲线随着蛋白质浓度的增大,向()移动。
A 向左
B 向右
C 向上
D 不变
三、判断:
(×)1.共沉淀现象对分析过程起干扰作用。
(×)2.均相沉淀利用水解反应完成沉淀过程。
(√)3.等电点时具有电导率,渗透压,黏度及溶解度性质均处于最低值的特性。
四、图析:
利用不同的盐析法如何将图中不同蛋白质分开,达到分离的目的。
答:可以先采用Ks盐析方式进行各种蛋白质的粗分离,即在一定的PH及温度条件下,改变盐浓度(即离子强度I)达到分别沉淀蛋白质的目的,先把盐析分布曲线与其他蛋白质明显隔离的蛋白原和肌红蛋白分离出来,把盐析分布曲线互相重叠的血红蛋白、假球蛋白和血清白蛋白打包在一起;然后对血红蛋白、假球蛋白和血清白蛋白溶液适当稀释,使重叠的曲线拉开距离而达到沉淀假球蛋白的目的;而血红蛋白和血清白蛋白的盐析分布曲线是相互平行的,采用二次盐析无法分开。此时可采用β盐析对其进行精制、纯化,即在一定的离子强度下,改变溶液的PH值及温度达到分级沉淀血红蛋白和血清白蛋白的目的。
五、问答:
1.简述盐析沉淀机理。
答:①中性盐在溶解时,盐离子与蛋白质分子争夺水分子,降低了用于溶解蛋白质的水量,减弱了蛋白质的水合程度,破坏了蛋白质表面的水化膜,导致蛋白质溶解度下降;②中性盐在溶解后,盐离子电荷的中和作用,使蛋白质溶解度下降;③中性盐在溶解过程中,盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化,使水活度降低。从而使蛋白质发生聚集而形成沉淀。
2.以硫酸铵为盐析剂,简述盐析沉淀的通用操作程序。
答:第一步,取一部分料液,将其分成等体积的数份,冷却至4℃;第二步,计算饱和度达到某设计值(如10%~90%)所需加入的硫酸铵用量,并在特定搅拌条件下,分别加到料液中,继续搅拌60min以上,同时保持温度在4℃;第三步,离心30min后,将沉淀溶于2倍体积的缓冲溶液中,测定其中总蛋白和目标蛋白的浓度;第四步,分别测上清液中总蛋白和目标蛋白的浓度,比较沉淀前后蛋白质是否保持物料守恒,检验分析结果的可信度;第五步,以饱和度为横坐标,上清液中总蛋白和目标蛋白浓度为纵坐标作图。根据所得的曲线可以找到最佳的饱和度,在此饱和度下,能够得到纯度较高的蛋白质沉淀。
萃取分离法
一、填空:
1.萃取分离法按萃取方法分为两类,一类称(完全萃取),另一类为(选择性萃取)。
2.萃取溶剂和萃取剂的相似相溶原则的“相似”包括两个方面:一是(分子结构相似),二是指(分子间相互作用力相似)。
3.被萃取的金属浓度(大),螯合试剂浓度(大),碱性(强),则萃取速率就大。
二、选择:
(C)1.用以反映物质被萃取的完全程度的萃取分离的基本参数为( )。
A 分配比
B 分配系数
C 萃取率
D 分离系数
(D)2.溶于超临界液体的物质有( )。
A 多元酸
B 淀粉
C 氨基酸
D 碳原子数小于8的酮
(B)3.用作能源的微波,其频率是()。
A 2540MHZ
B 2450MHZ
C 4250MHZ
D 4520MHZ
三、判断:
(×)1.萃取剂需要萃取溶剂作稀释剂,才能使用。
(√)2.萃取速率受化学反应速率,扩散以及传质速率的控制。
(√)3.盐析剂的存在会使分配比显著增大,萃取进行完全。
(√)4.超声作用时间愈长,提取率愈高。
四、问答:
1.分析化学中选择萃取剂和萃取溶剂的原则是什么?
答:在分析化学中选择萃取剂的原则是:
①对被萃取物有高的分配比,以保证尽可能完全地萃取出被萃取物;
②萃取剂对被萃取物的选择性要好,即对需分离的共存物具足够大的分离因子;
③萃取剂对后面的分析测定没有影响,否则需要反萃除去;
④毒性小,容易制备。
在溶剂萃取中,要求萃取溶剂易溶解萃取剂,萃取溶剂的选择可按照相似相溶的原则,亦要求萃取溶剂密度远小于水、黏度低、表面张力大,以易于分相;挥发性小、闪点高,以易于使用、保证安全。并要求萃取溶剂毒性要小,保证操作者健康
2.为什么反胶团萃取具有不会使蛋白质类生物活性物质失活的特点?
答:形成反胶团的条件是加入的表面活性剂在有机相中的浓度达临界胶束浓度值以上,表面活性剂反胶团(束)形成时,表面活性剂的非极性基团朝外与非极性的有机溶剂接触,而极性基团则排列在内形成一个极性核,此极性核具有容纳极性物质于有机相的能力。
当含有此种反胶团的有机溶剂与水溶液接触后,极性小分子水进入反胶团形成水池。从水相萃入有机相的蛋白质被封闭在水池中,表面存在一层水化层与胶束内表面分隔开,从而使蛋白质不与有机溶剂直接接触,避免了变性。
3.盐析剂的存在会使分配比显著增大,萃取进行完全的原因是什么?
答:盐析剂的加入,溶液中的阴离子浓度增加,产生同离子效应,从而使反应朝着有利于萃取作用的方向进行;盐析剂的用量一般是比较多的,在加入盐析剂后,溶液中离子浓度大为增加,各个离子都可能与水分子结合起来形成水合离子,因而水分子的浓度大为降低。这样就大大减少了水分子与被萃取金属离子的结合能力,从而使被萃取离子与有机溶剂形成溶剂化物,而溶于有机溶剂中;大量电解质的加入,使水的介电常数降低,水的偶极矩作用减弱,就有利于离子缔合物的形成和萃取作用的进行。
色层分离法
一、填空:
1.色层分析法是由(流动相),带着被分离的物质流经(固定相),在移动过程中,各种溶质受到(固定相)不同程度的作用,从而使试样中的各种组分分离。
2.按固定相装填方式不同,色层分析分为(柱层析)、(纸层析)和(薄层层析)。
3.亲和层析法是利用(底物)、(抗体)和(抗原)等之间的特异性亲和力来选择分离的。
4.在相同展距中能分离斑点数越(多),说明板效越(高),分离数越(大),薄层板的容量越(大)。
二、选择:
(B)1.硅胶的最佳活化条件为()。
A 100℃~105℃ 60min
B 105℃~110℃ 30min
C 100℃~105℃ 30min
D 105℃~110℃ 60min
(B)2.分配层析中正相层析,其固定相是()。
A 憎水性物质
B 亲水性物质
C 憎脂性物质
D 亲脂性物质
(D)3.制备用的薄层厚度为()mm。
A 0.2~0.3mm
B 0.3~0.4mm
C 0.5~1mm
D 0.5~2mm
(A)4. 定性定量时用的薄层厚度为()mm。
A 0.2~0.3mm
B 0.3~0.4mm
C 0.5~1mm
D 0.5~2mm
三、判断:
(√)1.在一定条件下,化合物的比移值应该是个常数。
(×)2.用比移值可以进行定性鉴定。
(√)3.分离数是衡量薄层色谱分离能力的主要技术参数。
(√)4.分配层析分为正相层析和反相层析两种类型。
四、问答:
1.简述大孔吸附树脂在层析实验中的装柱方法。
答:在洁净的分离柱内,放入已除去外来杂质,体积恒定的大孔吸附树脂,加入相当于树脂体积0.4~0.5倍的乙醇(或甲醇),浸泡24h,然后用树脂体积的2~3倍的乙醇(或甲醇)与水交替反复洗脱,交替洗脱2~3次,至最终以水洗脱后,保持分离使用前的状态,醇洗脱液加水不显混浊。
2.用于凝胶层析中的凝胶应具备哪些条件?常用的凝胶有哪几种?
答:①凝胶是惰性的
凝胶和待分离物质之间不能起化学反应,否则会引起待分离物质的化学性质的改变。在生物化学中要特别注意蛋白质和核酸在凝胶上变性的危险;
②凝胶的化学性质是稳定的
凝胶应能长期反复使用而保持化学的稳定性,应能在较大的PH和温度范围内使用;
③凝胶上没有或只有极少量的离子交换基团以避免离子交换效应;
④凝胶上必须具有足够的机械强度,防止在液流作用下变形。
凝胶层析中,常用的四种凝胶是葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶、琼脂糖及葡聚糖组成的复合凝胶。
3.为什么分配层析中沉淀混杂着吸附层析?
答:载体只起负载固定相的作用,本身应该是惰性的。但实际上并不是这样,对于同一种试样,改变载体,会使常常Rf值发生改变,这可能是由于载体表面固定液
膜较薄,一部分载体裸露在外面,起了吸附剂的作用,也就是分配层析中沉淀混杂着吸附层析的原因。
离子交换分离法
一、填空:
1.离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,其结构由三部分组成:不溶性的三维空间的(网状骨架),连接在(骨架上的功能基团)和(功能基团所带的相反电荷的可交换离子)。
2.按树脂功能基的类别,离子交换树脂可分为(强酸性阳离子交换树脂)、(弱酸性阳离子交换树脂)、(强碱性阴离子交换树脂)、(弱碱性阴离子交换树脂)、(螯合树脂)、(两性树脂)、(氧化还原树脂)。
二、选择:
(D)1.有效粒径是指在筛分树脂时,颗粒总量的()通过,而()体积的树脂颗粒保留的筛子直径。
A 90% 10%
B 80% 20%
C 20% 80%
D 10% 90%
(A)2.均匀系数是指通过()体积树脂的筛孔直径与通过()体积树脂的筛孔直径的比值。
A 60% 10%
B 60% 20%
C 60% 30%
D 60% 40%
三、判断:
(√)1.有效粒径是指在筛分树脂时,颗粒总量的10%通过,而90%体积的树脂颗粒保留的筛子直径。
(√)2.平衡水含量占湿树脂的质量分数就是含水量。
(√)3.阳离子交换树脂只能交换阳离子,而不能交换阴离子。
(√)4.阴离子交换树脂只能交换阴离子,而不能交换阳离子。
四、问答:
1.为什么在强酸性阳离子交换树脂上,离子交换亲和力的顺序为Li+ 答:在碱金属离子中,离子裸半径最小的Li+,静电场引力最强。因此它吸引水分子形成水合离子的现象最显著,所形成的水合离子的半径最大,于是水合的Li+静电场引力最弱。而离子裸半径最大的Cs+,静电场引力最弱,于是水合Cs+半径就最小,水合的Cs+静电场引力就最强。 另一方面,离子交换树脂上的活性基团,在电离以后也存在着静电引力。但是不同的活性基团静电场的强弱不同,在弱酸性阳离子交换树脂中交换基团上的静电场引力强,而强酸性阳离子交换树脂中交换基团上的静电场引力较弱。 对于具有弱静电场引力的强酸性阳离子交换树脂,它和水合Cs+间的引力最大,交换亲和力最大;而和水合Li+间的引力最小,交换亲和力最小。因而碱金属离子的交换亲和力顺序是:Li+ 弱酸性阳离子交换树脂,由于它具有较强的静电引力场,它将和水分子竞争阳离子,结果它从水合离子中夺取出阳离子来而与之结合。这时离子裸半径最小的Li+结合能最大,离子交换亲和力最大;离子裸半径最大的Cs+交换亲和力最小。交换亲和力的顺序是:Cs+ 2.以H+型阳离子交换树脂浸入HCl溶液为例,简述唐南理论。 答:如果将H+型阳离子交换树脂浸入HCl溶液中,则树脂上电离出来的H+可以透过半透膜扩散进入外部溶液,而外部溶液中的H+和Cl-也可以扩散透过半透膜进入树脂相。当膜内外的H+和Cl-扩散透过半透膜的速度相等,离子交换过程达到了平衡状态,溶液中的H+ 和Cl-的浓度不再改变。唐南理论认为质量作用定律也适用于离子交换过程。于是可以得到如下的关系式: [H+ ]内×[Cl- ]内 [H+ ]外×[Cl-]外 式中,[H+ ]内、[Cl- ]内为树脂相中H+ 和Cl-的浓度;[H+ ]外、[Cl-]外为外部溶液中H+和Cl-的浓度。由于膜的两边电荷必呈中性,即 [H+ ]外 [Cl-]外 [H+ ]内 [Cl- ]内+[R-] 所以 [Cl-]外2 [Cl- ]内([Cl- ]内+[R-]) 由于膜内有较多的固定离子存在,因此 [Cl-]外 ? [Cl- ]内 ,[H+ ]内 ? [H+ ]外 这就是说,由于树脂相中固定离子的排斥作用,到达平衡后外部溶液中[Cl-]外将大大超过树脂相中的[Cl- ]内;而树脂相中的[H+ ]内将大大超过外部溶液中[H+ ]外。即阳离子可以进入阳离子交换树脂中进行交换,阴离子则不能,这就是唐南原则。 电泳法 一、填空: 1.电泳迁移率与样品携带电荷量成(正比),与样品分子的半径和介质黏度成(反比)。 2.毛细管电泳是由一个(高压电源)、两个(电极)、两个(缓冲储液槽),一根(毛细管)和一个(检测器)组成。 二、判断: (√)1.电泳是带电粒子在直流电场中向相反电极移动的现象。 (√)2.在高效毛细管电流中,分析物由于电泳迁移速率不同而实现分离。 三、问答: 与高效液相色谱相比,高效毛细管电泳有哪些特点? 答:1.不但能分析高效液相色谱颇能胜任的中小分子样品,而且能更快速高效地分析高效液相色谱等技术不易分析的大分子样品,如核酸、蛋白质、多肽类药物,这为中药中动物药及其制剂,以用生物样品的分离分析开辟了广阔的前景; 2.高效毛细管电泳所采用的毛细管柱易于全面清洗,不需考虑中药样品、生物样品及血样对柱子造成的污染,然而,对高效液相色谱而言,中药样品及血样等复杂样品容易造成高效液相色谱柱子的污染,而难于清洗,导致柱子报废; 3.分析时间比高效液相色谱短,通常为3~30min; 4.柱效高,理论塔板数在104块每米以上; 5.所用化学试剂少、分析成本低; 6.分离模式多,适用于分离中药中的有机类化合物及包括中性物质在内的各类物质的分析。 泡沫浮选分离法 一、填空: 1.泡沫浮选分离法按作用机理可分为(离子浮选法)、(共沉淀浮选法)以及(溶剂浮选法)三种。 2.某种物质因其(表面活性)不同,可被(吸附)或(黏附)在从溶液中升起的泡沫表面上,从而与(母液)分离,这就是泡沫浮选分离法。 二、选择: (B)1.溶液浮选与溶剂萃取法的区别在于浮选物与淫溶剂不起溶剂化作用。不涉及萃取的(分配比)问题。 A 分配系数 B 分配比 C 萃取率 D 分离系数 三、判断 (√)1.物质表面的性质是浮选分离成败的关键。 (√)2.离子浮选适用于分离性质相近的元素。 四、问答: 常用的几种泡沫浮选分离法,简述影响各种分离法的主要因素是什么? 答:离子浮选法、共沉淀浮选法、溶剂浮选法。 离子浮选法:溶液PH;表面活性剂;溶液中的离子强度;络合剂;气体流速和气泡大小;有机溶剂的影响。 共沉淀浮选法:载体;表面活性剂;有机溶剂的影响;溶液PH;气泡大小、气体流速及浮选时间;共存物质的干扰。 溶剂浮选法:溶剂;溶液PH;表面活性剂及络合剂。 液相色谱分离法 一、填空: 1.制备液相色谱由(流动相提供系统)、(进样系统)、(色谱柱和柱加温装置)、(检测器及记录系统)、(收集系统)构成。 2.范第姆特方程中A为(涡流扩散项);B为(分子扩散系数);C为(传质阻力系数)。 二、选择: (D)1.下面不属于按流动相形成分类的色谱法的是() A 气相色谱 B 液相色谱 C 超临界色谱 D 亲和色谱 (A)2.下面不属于按固定相使用形式分类的色谱法是() A 分配色谱法 B 柱色谱法 C 纸色谱法 D 薄层色谱法 三、判断: (√)1.正相色谱是使用极性固定相和非极性或弱极性的流动相。 (×)2.反相色谱是使用极性固定相和非极性或弱极性的流动相。 (√)3.反相色谱是使用非极性或弱极性的固定相和极性流动相。 (×)4.正相色谱是使用非极性或弱极性的固定相和极性流动相。 四、问答: 1.液相色谱由几部分组成,各有什么作用? 答:液相色谱色谱由流动相提供系统、进样系统、色谱柱和柱加温装置、检测器及记录系统、收集系统组成。 流动相提供系统以适当的流速向色谱柱提供流动相。 进样系统是一个将被分离的混合物试样送入色谱柱的装置。 色谱柱和柱加温装置用于分离样品和保持特定的温度。 检测器及记录系统是将由色谱柱分离后的各组分转换为易测量的电信号并记录下来。 收集系统是在混合物中各组分经色谱柱分享及检测器检测后,便可以全部或有选择地加以收集,多数组分在室温下都以溶液形式存在,溶剂挥发后,便可得到纯组分。 2.简述塔板理论的几个假设。 答:⑴将色谱柱分为若干小段,组分可在小段的固定相和流动相之间瞬时建立平衡,每小段假定为一块塔板,每小段的柱长为理论塔板高度。 ⑵每个塔板内,一部分空间为固定相,另一部分空间充满流动相,这部分空间为板体积。流动相进入色谱柱不是连续的,而是脉动的,每次进入为一个塔板体积。 ⑶试样开始时都附加在第0号塔板上,且试样沿色谱柱方向的扩散(纵向扩散)可略而不计。 ⑷分配系数在各板上为常数。 膜分离法 一、填空: 1.膜分离技术是指以(外界能量)或(化学位差)为推动力,依靠膜的选择性透过作用进行物质的(分离)、(纯化)与(浓缩)的一种技术。 2.膜分离技术主要包括(微滤)、(超滤)、(纳滤)和(反渗透)等四种。 二、选择: (A)1.微滤是利用( )的膜来分离过滤分子的。 A 0.02~10.0μm B 1~20nm C 5~100nm D 200~2000nm (B)2.超滤是利用( )的膜来分离过滤分子的。 A 0.02~10.0μm B 1~20nm C 5~100nm D 200~2000nm 三、判断: (√)1.膜污染是不可逆的,浓差极化是可逆的。 (×)2.膜污染是可逆的,浓差极化是不可逆的。 四、问答: 1.判断污染膜是否需要清洗的原则是什么? 答:1.根据膜分离装置进出口压力降的变化:多数情况下,压力降超过初始值0.05Mpa时,说明流体阻力已经明显增大,作为日常管理可采用等压大流量冲洗法冲洗,如无效,再选用化学清洗法; 2.根据透水量或透水质量的变化:当膜分离系统的透过水量或透水质量下降到不可接受程度时,说明透过水流路被阻,或者因浓差极化现象而影响了膜的分离性能,此种情况,多采用物理?化学相结合清洗法,即进行物理方法快速冲洗去大量污染物质,然后再用化学方法清洗,以节约化学药品; 3.定时清洗:运行中的膜分离系统根据膜被污染的规律,可采用周期性的定时清洗。可以是手动清洗,对于工业大型装置,则宜通过自动控制系统按顺序设定时间定时清洗。 2.污染膜常用的清洗方法及判断清洗是否成功与否的标准。 答:1.采用增大流速、逆洗、脉冲流动、超声波清洗等机械方法。 2.添加酸、碱、酶(蛋白酶)、螯合剂或表面活性剂等起溶解作用的物质。 3.添加过氧化氢、高锰酸钾和次氯酸盐等起氧化作用的物质。 4.添加磷酸盐和聚磷酸盐等起渗透作用的物质。 5.改变离子强度、PH值和电位等起切断离子结合作用的方法。 判断清洗成功与否的标准之一是清洗后加纯水,通量达到或接近原来水平,则认为污染已消除。 3.纳滤膜的特点是什么? 答:1.纳米级孔径:纳滤膜是介于反渗透膜和超滤膜之间的一种膜,其表层孔径处于纳米级,因而其分离对象主要为粒径1nm左右的物质,特别适合于相对分子质量为200~1000的物质的分离。 2.纳滤过程操作压力低:反渗透过程所需操作压力很高,一般在几个甚至几十兆帕之间,而纳滤过程所需操作压力一般低于1.0Mpa,故也有“低压反渗透”之称。 3.纳滤膜的耐压密性和抗污染能力:由于纳滤膜多为复合膜及荷电膜,因而其耐压密性和抗污染能力强。 4.荷电纳滤膜能根据离子的大小及电价的高低对低价离子和高价离子进行分离。 4.用溶解?扩散模型,描述渗透蒸发的过程。 答:1.液体混合物在选择性膜表面溶解并达到平衡; 2.溶解的组分与膜内的组分以分子扩散方式从膜的液相侧表面通过膜的活性层传递到气相侧; 3.渗透组分在气相侧汽化。在渗透蒸发过程中,膜的传质为速度的限制性控制步骤,是膜分离过程的主要研究方向。 化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 第一章绪论 1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、 吸附。 2.比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 答：当被分离组分间相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分 离时，就要考虑采用萃取精馏（MSA），但萃取精馏需要加入大量萃取剂， 萃取剂的分离比较困难，需要消耗较多能量，因此，分离混合物优先选择能 量媒介(ESA)方法。 3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？ 答：气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些， 渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩 散性能的差别而实现分离。 5.海水的渗透压由下式近似计算： π=RTC/M， 式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 9. 假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc； （3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na； （5）对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图 分离工程课后习题答案-刘家祺 分离工程习题 第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。 答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1） 总变更量数Nv; （2） 有关变更量的独立方程数Nc ； （3） 设计变量数Ni; （4） 固定和可调设计变量数Nx , Na ； （5） 对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式 共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个 可调设计变量Na ＝0 解： V -2 F z i T F P F V , y i ,T v , P v L , x i , T L , P L 习题5附图 1 19世纪末物理学上得三大发现就是。 ?A、X射线 ?B、放射性 ?C、电子 ?D、以上均就是 我得答案:D 2 卢瑟福著名得α粒子穿透金属箔试验中,α粒子穿透金属箔后得运动轨迹不包括。?A、立刻停止 ?B、反射回来 ?C、发生旋转 ?D、直线运动 我得答案:A 3 20世纪初,对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式得人就是。 ?A、卢瑟福 ?B、巴尔麦 ?C、里德堡 ?D、普朗克 我得答案:C 4 每个化学元素都有不同特征得线状光谱。 我得答案:√ 5 原子中得基本粒子包括电子与电子核,其中占主要质量得就是电子。 我得答案:× 1 下列说法不正确得就是。 ?A、海森堡得不确定原理适用于宏观物体 ?B、原子得半径就是十得负八次方厘米 ?C、光具有波粒二象性 ?D、氢元素光谱得波长具有不连续性 我得答案:A 2 提出电子具有波粒二象性假设得学者德布罗意来自。 ?A、德国 ?B、美国 ?C、法国 ?D、波兰 我得答案:C 3 首次把量子化得概念运用到化学上得人就是。 ?A、卢瑟福 ?B、玻尔 ?C、普朗克 ?D、巴尔麦 我得答案:B 4 玻尔假说得成功之处,其中一点就就是验证了里德堡公式得正确性。 我得答案:√ 5 海森堡得不确定原理表明能测量出电子准确得位置,但不能测出其准确得动量。 我得答案:√ 1 波函数ψ得变量不包括。 ?A、r ?C、Ф ?D、m 我得答案:D 2 建立迄今最为成功得原子结构模型波动力学模型得就是。 ?A、德布罗意 ?B、爱因斯坦 ?C、海森堡 ?D、薛定谔 我得答案:D 3 为不同得目得从不同得角度考察波函数得性质,只考察随θ,Ф变化得称为。?A、径向分布图 ?B、角度分布图 ?C、时间分布图 ?D、空间分布图 我得答案:B 4 薛定谔方程实质上就是一个二阶偏微分方程,解得得ψ就是一个具体得数值。 我得答案:× 5 电子云在半径r=53pm球壳上出现得概率最大,这个最大値正就是波尔半径。 我得答案:√ 1 当主量子数相同时,离核较近得峰最多得就是。 ?A、np ?B、nd ?C、ns 【注意事项】 1.因时间关系，详细复习总结的电子版没时间做了，大家抽空多看看课本，考试以课本基础知识为主，书上找不到答案的不会考。 2.这里主要总结了老师上课讲的课后题 参考 答案，以及部分往届复习的名词解释整合，大家参考记忆。 3.考试题型：6-7个名词解释，6-7个选择题（考察细节掌握，一个两分），填空，简答论述（接近50分）。 4.不考计算题，但依然会考公式的其他应用，复习时自己注意。 5.【P22】【P24】【P44-45】【P216-217】这几页的图和表必须会解读，【P191-192】这两页表必须背过，必考重点！考试没有画图题，但可能有读图题，常见的重点图示必须熟悉。 6.抓紧时间好好复习，今年监考比历届都要严，不要因小失大！！！ 7.最后，祝都过。 ***感谢冯晓博、马阿敏、张雪琴三位热心的好学霸肯抽出时间为大家整理资料*** 第一章 绪论 1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？ 答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。 （2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。 （3）场流分类法 2.分离富集的目的？ 答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。这时必须根据试样的具体情况，采用适当的分离方法，把干扰组分分离除去，然后才能进行定量测定。②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的分离，而后分别加以鉴定或测定。③而对于试样中的某些痕量组分，进行分离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。因此物质的化学分离和测定具有同样重要意义。 3.什么是直接分离和间接分离？ 答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。 4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？ 答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。 根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分： （方法 被分离组分的摩尔分数）富集 <0.1；浓缩 0.1－0.9；纯化 >0.9。 5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？ 答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。 待测组分A 的回收率，用RA 表示，QA °---为富集前待测物的量；QA---富集后待测物的量。%100?= A A A Q Q R （2）分离因子：两组分的分离程度。用SA ， B 表示。B A B A B A B ,//R R Q Q Q Q S A =??= A —待测组分；B —干扰组分。如果待测组分A 符合定量要求，即可认为QA ≈ Q oA ，SA,B ≈ Q oB/QB = 1/RB ，常量组分测定：SA,B ≈103；分离因子越大，分离效果越好。 （3）富集倍数：目标组分和基体组分的回收率之比，用F 表示， M M T T M T Q Q Q Q R R F //== RT 为组分的回收率；RM 为基体的回收率； QT °为富集前待测物的量； QT 为富集后待测物的量；QM °为富集前基体的量；QM 为富集后基体的量。 分离工程习题 第一章 1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M，式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc； （3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na； （5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式C个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个 可调设计变量Na＝0 解： （1）Nv = 3 ( c+2 ) （2）Nc 物 c 能 1 相 c 内在(P，T) 2 Nc = 2c+3 （3）Ni = Nv – Nc = c+3 （4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 （5）Nau = c+3 –( c+3 ) = 0 思路2： 输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个 设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3 固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压力共C+3个 可调设计变量Na：有0 11.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求： （1）设计变更量数是多少？ （2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？ 解：N x u 进料c+2 压力9 c+11=7+11=18 N a u 串级单元 1 传热 1 合计 2 N V U = N x u+N a u = 20 附加变量：总理论板数。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量? 解: N X U进料c+2 压力40+1+1 c+44 = 47 N a u3+1+1+2 = 7 N v u = 54 设计变量：回流比，馏出液流率。 第二章 4.一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别 一、化学概论——原子结构 1.1原子的基本构成 1.19世纪末物理学上的三大发现是（）。 A、X射线 B、放射性 C、电子 D、以上均是 我的答案：D 2.卢瑟福著名的α粒子穿透金属箔试验中，α粒子穿透金属箔后的运动轨迹不包括 （）。 A、立刻停止 B、反射回来 C、发生旋转 D、直线运动 我的答案：A 3.20世纪初，对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式的人是（）。 A、卢瑟福 B、巴尔麦 C、里德堡 D、普朗克 我的答案：B 答案：× 1.2核外电子运动理论模型 1 下列说法不正确的是（）。 A、海森堡的不确定原理适用于宏观物体 B、原子的半径是十的负八次方厘米 C、光具有波粒二象性 D、氢元素光谱的波长具有不连续性 我的答案：A 2 提出电子具有波粒二象性假设的学者德布罗意来自（）。 A、德国 B、美国 C、法国 D、波兰 我的答案：C 3 首次把量子化的概念运用到化学上的人是（）。 A、卢瑟福 B、玻尔 C、普朗克 D、巴尔麦 4 玻尔假说的成功之处，其中一点就是验证了里德堡公式的正确性。（） 我的答案：√ 5 海森堡的不确定原理表明能测量出电子准确的位置，但不能测出其准确的动量。（）我的答案：× 1.3原子核外电子的运动状态及薛定谔方程 1 波函数ψ的变量不包括（）。 A、r B、θ C、Ф D、m 我的答案：D 2 建立迄今最为成功的原子结构模型-波动力学模型的是（）。 A、德布罗意 B、爱因斯坦 C、海森堡 D、薛定谔 我的答案：D 3 为不同的目的从不同的角度考察波函数的性质，只考察随θ，Ф变化的称为（）。 A、径向分布图 B、角度分布图 C、时间分布图 D、空间分布图 我的答案：B 4 薛定谔方程实质上是一个二阶偏微分方程，解得的ψ是一个具体的数值。（） 我的答案：× 5 电子云在半径r=53pm球壳上出现的概率最大，这个最大値正是波尔半径。（） 我的答案：√ 1.4波函数的空间图像 1 当主量子数相同时，离核较近的峰最多的是（）。 A、np B、nd C、ns D、nf ［例2-3］ 求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。 假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑=i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得 故泡点温度为 58.7℃。 解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑=∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分，则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6， 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x 故混合物在78℃。 ［例2-7］ 进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。 解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T 和p ，从p - T - K 图查K i ，再采用上述顺序解法求解。 (1)核实闪蒸温度 假设50℃为进料泡点温度，则 假设50℃为进料的露点温度，则 说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求Ψ ，令Ψ 1 =0.1(最不利的初值) =0.8785 因f (0.1)>0，应增大Ψ 值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程: 计算R - R 方程导数公式为： ［例2-3］ 求含正丁烷( 1) 0.15、 正戊烷( 2) 0.4、 和正已烷( 3) 0.45( 摩尔分数) 之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解: 因各组分都是烷烃, 因此汽、 液相均可看成理想溶液, K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高, 可使用烃类的 p －T －K 图( 见图 2-1) 。 假设 T ＝ 50℃, p ＝0.2MPa, 查图求 K i , 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑=i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃, 重复上述计算得 故泡点温度为 58.7℃。 解: B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃, p ＝0.2MPa, 查图求 K i , 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑ =∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分, 则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4, K 2=1.56, K 3=0.6, 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x 故混合物在78℃。 ［例2-7］ 进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物, 其组成为: 丙烷 (1)30% ; 正丁烷 (2)10% ; 正戊烷 (3)15% ; 正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、 液相组成及流率。 一、单选题（题数：40，共分） 1世界上各类自然灾害其中不包括()。（分）分A、 干旱 B、 地震 C、 洪水 D、 爆炸 | 正确答案： D 我的答案：D 2()是制作核武器的重要材料之一。（分）分A、 铀-235 B、 金 C、 汞 D、 氧 { 正确答案： A 我的答案：A 3决定电子能量高低的主要因素是()。（分）分A、 B、 l C、 m D、 p " 正确答案： A 我的答案：B 4电子概率的()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。（分）分A、 径向分布图 B、 时间分布图 C、 空间分布图 D、 角度分布图 ！ 正确答案： A 我的答案：A 5以下哪些方面是中国月球探测的战略发展()（分）分 A、 环球探测 B、 载人登月 月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 ! 正确答案： D 我的答案：D 6根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（分）分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km ( 正确答案： C 我的答案：B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术,但不包括()。（分）分A、 地月转移轨道发射 B、 U频段测控 C、 近月捕获 D、 环月飞行轨道控制 》 正确答案： B 我的答案：D 8至1949年以后,每年有多少次台风登陆()（分）分A、 5 B、 7 C、 6 D、 8 ! 正确答案： B 我的答案：C 9在几何学里面,有规则的多面体只有几个()（分）分A、 3 B、 4 C、 5 D、 6 、 正确答案： C 我的答案：C 101976年唐山大地震发生了多少级地震()（分）分A、 B、 C、 D、 ` 正确答案： A 我的答案：A 11光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。（分）分A、 反射性 B、 波动性 C、 粒子性 D、 折射性 ! 正确答案： C 我的答案：D 12有关四个高原地震带的说法,有误的是()。（分）分A、 都在地球最收缩的地方,即北纬25-55度之间 MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶 剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立 三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。 第一章绪论1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？ 答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。 （2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。（3）场流分类法 2.分离富集的目的？ 答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。这时必须根据试样的具体情况，采用适当的分离方法，把干扰组分分离除去，然后才能进行定量测定。②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的分离，而后分别加以鉴定或测定。③而对于试样中的某些痕量组分，进行分离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。因此物质的化学分离和测定具有同样重要意义。 3.什么是直接分离和间接分离？ 答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。 4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？ 答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。 根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分： （方法被分离组分的摩尔分数）富集<0.1；浓缩0.1－0.9；纯化>0.9。 5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？ 答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。 待测组分A 的回收率，用RA 表示，QA °---为富集前待测物的量；QA---富集后待测物的量。%100?= A A A Q Q R （2）分离因子：两组分的分离程度。用SA ， B 表示。B A B A B A B ,//R R Q Q Q Q S A =??= A —待测组分；B —干扰组分。如果待测组分A 符合定量要求，即可认为QA ≈ QoA ，SA,B ≈ QoB/QB = 1/RB ，常量组分测定：SA,B ≈103；分离因子越大，分离效果越好。 （3）富集倍数：目标组分和基体组分的回收率之比，用F 表示， M M T T M T Q Q Q Q R R F //== RT 为组分的回收率；RM 为基体的回收率； QT °为富集前待测物的量； QT 为富集后待测物的量；QM °为富集前基体的量；QM 为富集后基体的量。 第二章 分离过程中的热力学 2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时，某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。试分析吸附物质的吸附平衡常数K 与该气体物质在气相的分压p 需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。 答：溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示：p K p K q q A A +=1max ，式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量；KA 为溶质的吸附平衡常数。在低压时，p K q q p K A A max 1=，《。 第三章 分离过程中的动力学 1.简单讨论分子运动与宏观物体机械运动的差别和共同点。 《魅力科学》2020章节测试题与答案 1、化学概论——原子结构 1.1原子的基本构成 1.【单选题】20世纪初,谁对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式?() A、卢瑟福 B、里德堡 C、巴尔麦 D、普朗克 答案：B 2.【单选题】19世纪末,()是物理学上三大发现之一。 A、X射线 B、放射性 C、电子 D、以上均是 答案：D 3【多选题】卢瑟福著名的α粒子穿透金属箔试验中,α粒子穿透金属箔后的运动轨迹包括()。 A、立刻停止 B、反射回来 C、发生旋转 D、直线运动 答案：A 4【判断题】现状光谱在每个化学元素中都有不同特征。() 答案：正确 5【判断题】原子中的基本粒子包括电子核和占主要质量的是电子。() 答案：错误 1.2核外电子运动理论模型 1.【单选题】光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。 A、反射性 B、波动性 C、粒子性 D、折射性 答案：C 2【填空题】1924年,德布罗意在光的二象性的启发下,提出了()也具有二象性的特征。 答案：电子 3【填空题】从距核最近的一条轨道算起,当n=1时,轨道半径约为()pm。 答案：53 4【判断题】不确定原理对微观,宏观粒子都有用()。 答案：错误 5【判断题】玻尔计算出的电子在原子核外运动的轨道半径与后来人们用科学的方法计算出的半径一致()。 答案：正确 6【简答题】简单介绍“不确定原理”的由来。 答案：原子核外电子体积小，运动速度快，所有不可能同时得到电子的准确位置和准备动量。 1.3原子核外电子的运动状态及薛定谔方程 1.【单选题】()建立迄今最为成功的原子结构模型-波动力学模型。 A、薛定谔 B、爱因斯坦 C、海森堡 D、德布罗意 答案：A 2.【单选题】波函数ψ有什么变量?() A、r B、θ C、Ф D、以上均是 答案：D 2的性3【多选题】根据不同的目的和角度考察波函数ψ和概率密度?ψ? 质,包括()。 A、径向分布图 B、时间分布图 C、角度分布图 D、空间分布图 答案：ACD 4【判断题】电子在半径r=53pm球壳上出现的最大概率值就是波尔半径。() 答案：正确 5【判断题】实质上,薛定谔方程是一个二阶偏微分方程,解得的ψ是一个具体的数值。() 1 19 世纪末物理学上的三大发现是（）。 A、X 射线 B、放射性 C、电子 D 、以上均是 我的答案：D 2 卢瑟福著名的a粒子穿透金属箔试验中，a粒子穿透金属箔后的运动轨迹不包括（）。 A、立刻停止 B 、反射回来 C、发生旋转 D 、直线运动 我的答案：A 3 20 世纪初，对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式的人是（）。 A、卢瑟福 B 、巴尔麦 C、里德堡 D 、普朗克 我的答案：B 4 每个化学元素都有不同特征的线状光谱。（） 我的答案：“ 5 原子中的基本粒子包括电子和电子核，其中占主要质量的是电子。（）我的答案：X 1 下列说法不正确的是（）。 A、海森堡的不确定原理适用于宏观物体 B、原子的半径是十的负八次方厘米 C、光具有波粒二象性 D、氢元素光谱的波长具有不连续性 我的答案：A 2 提出电子具有波粒二象性假设的学者德布罗意来自（）。 A、德国 B 、美国 C、法国 D、波兰 我的答案：C 3 首次把量子化的概念运用到化学上的人是（）。 A、卢瑟福 B 、玻尔 C、普朗克 D 、巴尔麦 我的答案：B 4 玻尔假说的成功之处，其中一点就是验证了里德堡公式的正确性。（） 整理文档 我的答案：“ 5 海森堡的不确定原理表明能测量出电子准确的位置，但不能测出其准确的动量。（）我的答案：X 1 波函数2的变量不包括（）。 A、r B、B C、① D 、m 我的答案：D 2 建立迄今最为成功的原子结构模型-波动力学模型的是（）。 A、德布罗意 B 、爱因斯坦 C、海森堡 D 、薛定谔 我的答案：D 3 为不同的目的从不同的角度考察波函数的性质，只考察随①变化的称为（）。 A、径向分布图 B 、角度分布图 我的答案：B C、时间分布图 D 、空间分布图 一、 单选题（题数： 40，共 40.0 分） 1 世界上各类自然灾害其中不包括 ()。（ 1.0 分） 1.0 分 A 、 干旱 B 、 地震 C 、 洪水 D 、 爆炸 正确答 案： D 我的答案： D 2()是制作核武器的重要材料之一。 （1.0 分） 1.0 分 A 、 铀-235 B 、 金 C 、 汞 D 、 氧 正确答 案： A 我的答案： A 3 决定电子能量高低的主要因素是 ()。（ 1.0 分） 0.0 分 A 、 n B 、 l C 、 m D 、 p 正确答 案： A 我的答案： B 4 电子概率的 ()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。 （ 1.0 分） 1.0 分 A 、 径向分布图 B 、 时间分布图 C 、 空间分布图 D 、 角度分布图 正确答案： A 我的答案： A 5 以下哪些方面是中国月球探测的战略发展 ?()（ 1.0 分） 1.0 分 A、 环球探测 B、 载人登月 C、 月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 正确答案：D 我的答案： D 6 根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（ 1.0 分） 0.0 分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km 正确答案：C 我的答案： B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术 ,但不包括 ()。（ 1.0 分） 0.0 分A、 地月转移轨道发射 B、 U 频段测 控 C、 近月捕获 D、 环月飞行轨道控制 正确答 案： B 我的答案： D 8 至 1949 年以后 ,每年有多少次台风登陆?()（1.0 分）0.0 分 A、 5 B、 7 C、 6 D、8 正确答 案： B 我的答案： C 9 在几何学里面 ,有规则的多面体只有几个?()（ 1.0 分）1.0分 A、3 B、 一、单选题（题数：40，共40.0 分） 1世界上各类自然灾害其中不包括()。（1.0分）1.0 分 A、 干旱 B、 地震 C、 洪水 D、 爆炸 正确答案：D 我的答案：D 2()是制作核武器的重要材料之一。（1.0分）1.0 分 A、 铀-235 B、 金 C、 汞 D、 氧 正确答案：A 我的答案：A 3决定电子能量高低的主要因素是()。（1.0分）0.0 分 A、 n B、 l C、 m D、 p 正确答案：A 我的答案：B 4电子概率的()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。（1.0分）1.0 分A、 径向分布图 B、 时间分布图 C、 空间分布图 D、 角度分布图 正确答案：A 我的答案：A 5以下哪些方面是中国月球探测的战略发展?()（1.0分）1.0 分 A、 环球探测 载人登月 C、 月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 正确答案：D 我的答案：D 6根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（1.0分）0.0 分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km 正确答案：C 我的答案：B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术,但不包括()。（1.0分）0.0 分A、 地月转移轨道发射 B、 U频段测控 C、 近月捕获 D、 环月飞行轨道控制 正确答案：B 我的答案：D 8至1949年以后,每年有多少次台风登陆?()（1.0分）0.0 分 A、 5 B、 7 C、 6 D、 8 正确答案：B 我的答案：C 9在几何学里面,有规则的多面体只有几个?()（1.0分）1.0 分A、 3 B、 4 C、 5 6 正确答案：C 我的答案：C 101976年唐山大地震发生了多少级地震?()（1.0分）1.0 分 A、 7.8 B、 7.6 C、 7.7 D、 7.5 正确答案：A 我的答案：A 11光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。（1.0分）0.0 分 A、 反射性 B、 波动性 C、 粒子性 D、 折射性 正确答案：C 我的答案：D 12有关四个高原地震带的说法,有误的是()。（1.0分）0.0 分 A、 都在地球最收缩的地方,即北纬25-55度之间 B、 都有南北方向的南北地震带 C、 地震发生情况都是西部多、东部少 D、 都在亚欧板块上 正确答案：D 我的答案：C 131958年-1976年期间,美苏共成功或部分成功的约为()次,但实际上,两国共发射了108枚探射器探索月球。（1.0分）1.0 分 A、 52 B、 50 C、 51 D、 49 正确答案：A 我的答案：A 第一章 绪论 1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？ 答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。 （2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。 （3）场流分类法 2.分离富集的目的？ 答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。这时必须根据试样的具体情况，采用适当的分离方法，把干扰组分分离除去，然后才能进行定量测定。②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的分离，而后分别加以鉴定或测定。③而对于试样中的某些痕量组分，进行分离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。因此物质的化学分离和测定具有同样重要意义。 3.什么是直接分离和间接分离？ 答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。 4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？ 答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。 根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分： （方法 被分离组分的摩尔分数）富集 <0.1；浓缩 0.1－0.9；纯化 >0.9。 5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？ 答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。 待测组分A 的回收率，用RA 表示，QA °---为富集前待测物的量；QA---富集后待测物的量。%100?= A A A Q Q R （2）分离因子：两组分的分离程度。用SA ， B 表示。B A B A B A B ,//R R Q Q Q Q S A =??= A —待测组分；B —干扰组分。如果待测组分A 符合定量要求，即可认为QA ≈ Q oA ，SA,B ≈ Q oB/QB = 1/RB ，常量组分测定：SA,B ≈103；分离因子越大，分离效果越好。 （3）富集倍数：目标组分和基体组分的回收率之比，用F 表示， M M T T M T Q Q Q Q R R F //== RT 为组分的回收率；RM 为基体的回收率； QT °为富集前待测物的量； QT 为富集后待测物的量；QM °为富集前基体的量；QM 为富集后基体的量。 第二章 分离过程中的热力学 2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时，某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。试分析吸附物质的吸附平衡常数K 与该气体物质在气相的分压p 需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。 答：溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示：p K p K q q A A +=1max ，式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量；KA 为溶质的吸附平衡常数。在低压时，p K q q p K A A max 1=，《。 巢湖学院魅力科学作业题目及答案 一、选择题（60分） 1 、申泮文先生的化学课程结构火箭模型中，处于最尖端地位的是? ( 2.0 分) ? A ．化学概论 ? B ．无机化学 ? C ．实验化学 2 、提出假说，认为原子核外轨道离核远近有一定距离，离核越远，能量越高的科学家是？( 2.0 分) ? A ．卢瑟福 ? B ．普朗克 ? C ．玻尔 3 、在光的波粒二象性启发下，提出电子的波粒二象性假说的人是？( 2.0 分) ? A ．海森堡 ? B ．霍尔海姆 ? C ．德布罗意 4 、最早找出了微观粒子运动规律的波动方程的人是？( 2.0 分) ? A ．德布罗意 ? B ．海森堡 ? C ．薛定谔 5 、量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数叫做？( 2.0 分) ? A ．波函数 ? B ．指数函数 ? C ．对数函数 6 、下列不属于类氢离子的是？( 2.0 分) ? A ．1价的氦离子 ? B ．2价的锂离子 ? C ．1价的氢离子 7 、角量子数的取值受到？( 2.0 分) ? A ．n的限制 ? B ．m的限制 ? C ．想是几就是几 8 、下列说法错误的是？( 2.0 分) ? A ．ms是代表自旋量子数 ? B ．l代表角动量量子数 ? C ．n代表电子层数 9 、下列不属于第三周期元素的是？( 2.0 分) ? A ．钠 ? B ．硫 ? C ．铍 10 、下列不属于第三主族元素的是？( 2.0 分) ? A ．硒 ? B ．镓 ? C ．铟 11 、汶川地震的震级是( 2.0 分) ? A ．7.8级 ? B ．6.4级 ? C ．8.0级 ? D ．8.8级 12 、物理学家给山建立的模型中，山的倾斜角度一般是( 2.0 分) ? A ．30度 ? B ．45度 ? C ．60度 ? D ．75度 13 、声速在固体里传播的速度比在光速中小几个数量级( 2.0 分) ? A ．1个 ? B ．3个 ? C ．5个 ? D ．7个 14 、规则多面体一共有多少个( 2.0 分) ? A ．5个 ? B ．8个 ? C ．12个化工分离工程复习题及答案..
分离过程习题答案
分离工程课后习题答案-刘家祺
魅力科学课后答案
分离课后习题及答案.
分离工程课后习题答案刘家祺
魅力科学课后答案解析整理
分离工程习题解答
分离工程习题解答模板
魅力科学期末答案
化工分离工程试题答卷及参考答案
分离课后习题及答案
《魅力科学》2020章节测试题与答案
尔雅魅力科学课后答案
魅力科学期末答案
魅力科学期末答案
分离课后习题及答案
尔雅通识课魅力科学考试答案
相关主题
文本预览