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2021华南理工大学化学工程考研851化工原理与852物理化学（二）考试真题试卷与真题答案----739b450c-6ea1-11ec-b509- 7cb59b590d7d 2021华南理工大学化学工程考研851化工原理与852 物理化学（二）试卷及答案 《2021华南理工大学考研851化工原理复习全析（含真题答案）》由致远华工考研网依托多年丰富的教学与辅导经验，组织官方教学研发团队与名校优秀研究生共同合作编写而成。全书内容紧凑权威细致，编排结构科学合理，为参加2021华南理工大学考研的考生量身定做的必备专业课资料。 结合前几年实际考研的内容，帮助学生申请华南理工大学研究生入学考试，分清指定教材的每一章内容；通过对教材章节框架的分解，深刻理解核心重点和难点知识，掌握试题的考试要求和命题特点，985和211所大学的相关典型问题和真正的研究生入学考试问题及解决方案。通过对本书的学习和实践，我们可以掌握教材的关键知识点，适应专业课程多样化的命题方法，提高备考的针对性，提高复习效率和答疑技巧。同时，通过试验钻探，以检验其不足之处并填补空白，从而为初步测试的高分打下坚实的基础。 适用院系： 化学与化学工程学院：化学工程、化学技术、生物化学、应用化学、工业催化、能源化学工程、化学工程（硕士学位）食品学院：糖工程 轻工学院：制浆造纸工程、生物质科学与工程、轻工技术与工程(专硕)环境与能源学院：环境科学、环境工程、环境工程（专硕） 适用科目：851化学工程原理 内容详情 本书包括以下部分： part1-考试重难点： 通过总结和梳理化学原理考试中的难点和难点，构建宏观思维和核心知识框架，丰富精髓内容，让考生对每一章的内容一目了然，明确审核方向，提高审核效率。 part2-典型题与名校考研真题详解汇编： 根据考试的重点和难点，选择与本专业课程考试科目相关的典型问题和名校研究生入学考试的真实问题，通过学习和参考配套的详细答案来测试自己的水平，加深对知识点的理解深度，更好地掌握考试的基本规则，全面了解试题的类型和难度。
第五章 蒸发 5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH 水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa ，求溶液的沸点和溶质 引起的沸点升高值。 解： 查附录：15kPa 的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg (1)查附录5，常压下25%NaOH 溶液的沸点为113℃ 所以，Δa= 113-100=13℃ ()729.02370 2735.530162 .00162.02 2 =+=''=r T f 所以沸点升高值为 Δ=f Δa =0.729×13=9.5℃ 操作条件下的沸点： t=9.5+53.5=63℃ (2)用杜林直线求解 蒸发室压力为15kPa 时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃ 因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为 Δ=63-53.5=9.5℃ 5-2、习题1中，若NaOH 水溶液的液层高度为2m ，操作条件下溶液的密度为 1230kg •m -3。计算因液柱引起的溶液沸点变化。 解： 液面下的平均压力 kPa g h p p m 65.242 81 .912306.1101523=⨯⨯+⨯=+ =ρ pm=24.65kPa 时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃ 所以液柱高度是沸点增加值为： Δ=63-53.5=9.5℃ 所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了 Δ=9.5+9.5=19℃ 因此，操作条件下溶液的沸点为： t=53.5+19=72.5℃ 5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg •h -1，加热水蒸气的温度为 120ºC ，其汽化热为2205kJ •kg -1。已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC ，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC ，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W •m -2k -1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W •m -2k -1。 求蒸发器的传热面积。 忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。 解： 热负荷 Q=2100×2205×103/3600=1.286×106 W 溶液温度计t=81+9=90℃
851 华南理工大学2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程共页第 1 页 一、填空、选择题（50分） 1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于MPa，(设当地的大气压为1.013×105Pa)。 2、流体在圆管内作层流流动时，其流体阻力损失与管内流速u_______次方成正比。 3、边长为0.5m的正方形通风管，该管道的当量直径为。 4. 离心泵在管路系统中工作时，其工作点是由离心泵的和管路的 _______________共同确定。 5. 其他条件不变，被输送流体的温度提高，离心泵的允许安装高度_________ ；提高上游 容器的操作压强，离心泵允许安装高度_____________。 6. 球形颗粒在20oC空气中沉降（设沉降过程符合stocks定律），其他条件不变，空气温度上 升时，沉降速度将__________; 若该颗粒在水中沉降，当水温升高，其沉降速度将__________。 7. 用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩。过滤时间增加一倍，滤液量 增加到原来的__________；过滤面积增加一倍，滤液量增加至________。 8. 有一套管换热器。环隙中1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气，空气呈湍流流动状态， 其对流传热系数为70 W?m-2?℃-1，若将上述套管中空气流量增大一倍，其他条件和物性基本保持不变，此时，套管的总传热系数约等于______________ W?m-2?℃-1。上述套管换热器内管壁温度接近于______ o C。。 9．为了减少高温物体热辐射损失，往往在高温物体周围设置热屏障，热屏障材料的黑度减小，则热辐射损失。 10、当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 11、并联管路的阻力损失等于。 A. 各并联支管损失之和 B. 各并联支管阻力损失的平均值 C. 任一并联支管的阻力损失 D. 不确定第2 页
华南理工大学851化工原理真题（2014-2018） 851 华南理工大学 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程；化学工艺；生物化工；应用化学；工业催化；能源化学工程；制浆造纸工程；制糖工程；生物质科学与工程；环境工程；化学工程(专硕)；轻工技术与工程(专硕) 共4页一．选择与填空题：（40分每空1分）。 1.流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是（）型曲线，摩擦系数λ与Re 的关系为（）。 2.流体在等径水平直管的流动系统中，层流区：压强降与速度（）次方成正比。完全湍流区：压强降与速度（）次方成正比。 3.某转子流量计，其转子材料为不锈钢，用密度为1.2kg/m3的空气标定其刻度。现用来测量密度为0.8kg/m3氨气时，氨气的实际流量值应比读数（），若空气的最大可测流量为400m3/h。则氨气的最大流量为（）m3/h。 4.调节离心泵工作点的方法有：（），（），（）。 5.离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q=0.05m3/S时，H＝20m；管路特性为Q e＝0.05m3/s时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头△H＝（）m；功率△N＝（）KW。 6.离心泵常采用（）调节装置，往复泵常采用（）调节装置。 7.在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的（）次方或正比；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的（）次方成正比。 8.气体中的球形固体颗粒在重力场或离心力场中作斯托克斯沉降时，通常颗粒在重力场下的沉降速度（）离心力场；其分离因素表示为（）（设r为旋转半径，u为切向速度，g为重力加速度）。 9.转筒真空过滤机，转速越快，每转获得的滤液量就越（），单
化工原理习题及解答（华南理工大学化工原理教研组编） 2004年6月
流体力学与传热 第一章 流体流动 1.1 解：混合气体的平均分子量Mn 为 Mn=M 2co y 2co + M 2o y 2o + M 2N y 2N + M O H 2y O H 2 =44×0.085+32×0.075+28×0.76+18×0.08 =28.86kg/kmol 该混合气体在500℃，1atm 时的密度为 ρ=po T p To Mm **4.22**=4.2286.28×273 273=0.455kg/m ³ 1.2 解：设备上真空表的绝对压强为 绝对压强=大气压―真空度 =740―100 =640mmHg =640×760100133.15⨯=8.53×104N/m² 设备内的表压强为 表压强=―真空度 =―100mmHg =―（100×760 100133.15 ⨯）=―1.33×104N/m² 或表压强=―（100×1.33×102）=―1.33×104N/m² 1.3 解：设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p ，则p 便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。 根据流体静力学基本方程知 p=p a +ρg h 作用在孔盖外侧的是大气压强p a ，故孔盖内外两侧所受压强差为 Δp =p ―p a = p a +ρgh ―=a p ρgh Δp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×104N/m² 作用在孔盖上的静压力为 =p Δp ×24d π =8.29×104241076.376.04⨯=⨯⨯π N 每个螺钉能承受的力为 N 321004.6014.04807.9400⨯=⨯⨯⨯π
华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试题 一、填空选择题 1.流体在半径为R 的圆形之管中作层流流动，则平均速度发生在距管中心r= R。 2.在长为L(m)，高为H(m)的降尘室中，颗粒的沉降速度为，气体通过 降沉室的水平速度 为，则颗粒能在降尘是分离的必要条件 为。 3.空气在内径一定的圆管中稳定流动，当气体质量流量一定，气体温度升高时，Re值将。 4.流量一定，当吸入管径增加，离心泵的安装高度将。 5.有一板框过滤机，以恒压过滤一种悬浮液，滤饼为不可压缩，过滤介质阻力忽略不计。当其他条件不变时，过滤时间缩短一半，所得的滤液是原来滤液的倍。 6.某水平管式换热器，管间为饱和水蒸气冷凝，若饱和水蒸气与壁温之差增加一倍时，冷凝传热速率将增加为原来的。 A. B. C. D. 7.判断下列命题是否正确，正确的是。 A.上升的气速过大会引起漏液`； B.上升的气速过小会引起液泛； C.上升的气速过大会造成过量的液沫夹带； D.上升的气速过大会造成过量的气泡夹带； E.上升气速过大会使板效率降低。 8.在以下几个吸收过程中，那个改为化学吸收将会最显著的提高吸收速率。 A. 水吸收氨； B.水吸收HCl气体； C. 水吸收SO2； D. 水吸收CO2 9.在精镏操作中，两组分的相对挥发度越大，则表示分离该体系越。 A. 困难； B.完全； C. 容易； D. 不完全 10.减压（真空）干燥器主要用于的物料，但它的设备费和能量消耗费都。 二、某常压连续干燥器，已知操作条件如下：干燥气的生产能力为200kg/h（按干燥产品计），空气的状况为：进预热器前的温度为20℃，相对湿度为60%，湿含量为0.01kg水/kg干空气，离开干燥气的温度为40℃，相对湿度为60%，湿含量为0.03 kg水/kg干空气，进干燥器前的温度为90℃，物料的状况：进干燥器前的温度为20℃，干基含水量为0.25kg水/kg干料，出干燥器式的温度为35℃，干基含水量为0.01kg/kg干料。湿物料的平均比热为c m=2.65kJ/(kg湿物料·℃) ；水汽的比热为1.01kJ/(kg水·℃)，绝干空气的比热为1.88kg/（kg绝干气·℃），0℃水的汽化潜热为2500kJ/kg水。 假设干燥过程中的热损失不计，试求： （1）新鲜空气的消耗量m3/h；（进预热器前空气的比容为0.842m3/kg绝干气） （2）预热器的传热Q P，kJ/h； （3）干燥器需补充的热量Q D，kJ/h。 三﹑常压填料逆流吸收塔，用清水吸收混合气中的氨，混合器入塔流量V为84kmol/h，入塔气体浓度为y1为8%，吸收率η不低于98%，在操作条件下的平衡关系为y=1.5x，总传质系数Ky=0.45kmol/(m2·h)。 （1）用吸收剂用量为最小用量的1.2倍，求溶液出塔浓度； （2）若塔径为1.2m，填料有效比表面为200m2/m3，求所需填料层高度；（3）若V，y1，η 及x1不变，而吸收剂改为含氨0.1%的水溶液时，填料层高度有何变化？定量计算分析。（Ky可视为不变，以上浓度均为摩尔浓 度） 四﹑水由固定水位的水槽沿直径为(内径)100mm的输水管流入大气中，管路是由L=50m的水平管和倾斜管组成，水平管段在水面下h=2m，斜管段的高度H=25m，为了使得在水平段末段曲折处1-1¹面的真空度为7mH2O，安装在斜管段的插板节门的阻力系数ξ为多少?此时管中水的流量为多少m3/h?直管的摩擦系数λ=0.035，大气压压强为10mH20，忽略进口和曲折处的局部阻力损失。 五﹑常压板式精馏塔连续分离苯甲苯溶液，塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，进料量为150kmol/h，组成为0.4(摩尔分率)，饱和蒸汽进料q=0，操作回流比为4，塔顶苯回收率为97%，塔底甲苯的回收率为95%，求: (1)塔顶﹑塔底产品的浓度；
(2012)（15分）在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。原工况下，进塔气体中含丙酮1.5％（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率为99％，现将气体入塔浓度降为1.0％，进塔气量提高20％，吸收剂用量、温度等操作条件均不变。已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，气相总 与气体体积流量V的0.8次方成正比。 体积传质系数K ya 试求： （1）新工况下丙酮回收率； （2）若仍然将回收率维持在99％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？
(2011)（15 分）用纯水在5 块理论板的板式吸收塔内吸收原料气中摩尔含量为2%的氨，若吸收因子A=0.9，求吸收率η?，若用已测得传质单元高度HOG 为 0.4m 的填料塔完成上述吸收过程，填料层高度应为多少米？操作液气比是最 小液气比的几倍？
（2010）5.（20分）用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含苯。入塔混合气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。回收率为95%，吸收塔操作压强为 780mmHg，温度25℃，入塔混合气流量为 1000m3/h。吸收剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的 1.5 倍，已知操作条件下的平衡关系为 Y*=0.14 X（Y、X均为摩尔比），气相总体积传质系数Kya=125kmol/（m3⋅h），煤油的平均分子量为 170kg/kmol，塔内径为 0.6m， 试求： （１）煤油的出口浓度（摩尔比）； （２）所需的填料层高度； （３）欲提高回收率可采用那些措施？（举四条）并说明理由。
（2009）六. （16 分）在填料塔中用纯水逆流于 15℃下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过程为气膜控制。原设计溶质的回收率为 99%。操作液气比为 1.71。已知相平衡关系 Y*=5.0X，气相总传质单元高度为 0.8m。试求： （1）吸收温度升为30℃时，溶质的吸收率降低到多少？（30℃时，相平衡关系Y*=2.1X） （2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要求 （设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。
851 华南理工大学 2008 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药 工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程 共 页 第 1 页 一、选择填空题（50分） 1、流体在管内的流速u=0.5m/s ，管径d=0.01m ，密度为1000kg/m 3 ，粘度μ=0.005kg/(m.s)，其Re= ，流动形态为 流，最大速度为 。 2、在换热器的操作中有逆流操作和并流操作，对于高粘度的冷流体，为了降低粘度，宜采用 _______操作；为了减少加热剂或冷却剂用量，宜采用_______ 操作。 3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1MPa (表压)下20min 可在每平方米过滤面积上得到0.197m 3的滤液，再过滤20min 又得到滤液0.09m 3，则共过滤一小时可得总滤液量______m 3。 4、蒸气冷凝分为________和_________，工业用冷凝器的设计都是按_________的情况进行设计。 5、一降尘窒长5m ，宽3m ，高1m ，中间装有l0块隔板，隔板间距为0.1m ，现颗粒最小直径10μm ，其速度为0.02 m ／s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，含尘气体的最大流速不能超过______m ／s 。 6、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应__________，主要原因是______________________________。 7、水平串联的两直管道Ⅰ、Ⅱ，已知管径d Ⅰ=0.5d Ⅱ，流体在管道Ⅰ中的雷诺数Re Ⅰ=1800， 管道Ⅰ长为100m 。测得某流体经管道Ⅰ的压降为0.64m 液柱，流经管道Ⅱ的压降为64mm 液柱，则管道Ⅱ的长度为_______。 A 80m ； B 100m ； C 140m ； D 160m 8、流体在某管内作层流流动，当流量减小时，其摩擦系数入_________，阻力损失_________。 9、一套管换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于流体入口温度下降，在流量不变的情况下，为仍达到原来的出口温度（此设备再提高压力强度已不允许），采用简便有效的措施为__________。 ①管内加麻花铁； ②提高壳程数； ③减少壳程数； ④换封头 10、流体流动的速度分布方程：)(422rRLpu r ?Δ=μ的使用条件是：第 2 页
①传质单向②ｍ ①Ａ②Ｂ③传质单元高度传质单元数 液封作用气体倒灌 吸收效果达不到要求吸收率增大，出口气体浓度降低 ｐ＝０．１ａｔｍｐ ＝１．６２×０．０２＝０．０３２４ａｔｍ 从气相向液相转移Δｐ＝０．０６７６ａｔｍ ｃ ＝０．１／１．６２＝０．０６１７ｃ＝０．０２ ∴Δｃ＝０．０４１７Kmol/m ①液膜阻力气膜阻力Ｈ／ｋ ②× ③Ｄ④Ｄ （１）（ｐ－ｐ ）（２）Ｋ 不变降低 减小降低 ↑↓↓小大大于平衡 ＤＡＡ Ｃ＞Ｂ＞Ａ；在同一平衡分压下Ｃ ＞Ｃ ＞Ｃ 减小增大 图示 （１）气液两相接触的界面上无阻力，在界面上气液两相达到平衡 （２）传质阻力集中在有效膜内 ①液相气相②气膜Ｌ／ｍＶ塔底 ①精馏吸收 ②双膜溶质渗透表面更新双膜 ①也较大②ｙ ｘ ③溶解度大, 选择性高, 腐蚀性小, 挥发度小 大于上方增大远离增大 下降升高Ｌ／Ｇｍ提高明显 ①０．０１１９ ②Kmol/m .s. Pa 单位体积填料层中的传质面积 ③Ｂ同样大小气相分压下，气体Ｂ的平衡Ｃ ＞Ｃ ＮO G ＝４（ｙ －ｙ ）／（ｘ －ｘ ） 气膜１００％易Ｐ／Ｐ 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 ①100% ②75% ①L/mG ; 操作线斜率与平衡线斜率之比 ②对应气相主体的平衡液相摩尔分率与液相主体摩尔分率的差值；溶质相界面上液相 摩尔分率与液相主体摩尔分率的差值； Kmol/m sΔx；或x -x；x -x；Kmol/m sΔx ①流动条件；填料特性；气液物性(3分) ②p-p ；y-y (2分) 解：1/K =1/k +1/Hk =1/0.1+1/（0.25×150）=10.03 K ≈k ；x易溶气体(2分) K =K P=1/10.03×1=0.0997 Kmol/（m h Δy）(1分) K =K /H =0.997/150=6.65×10 Kmol/（m h Kmol/m ） 1
一 填空题： 1. 操作中的吸收塔，若适用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果______; 若吸收剂入塔浓度x 2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率_______,出口气体浓度______________。 2. 低浓度气体的系数中，已知平衡关系y=2x, k xa =0.2 km OL /m 3.s, kya=2×10-4 km OL /m 3.s, 则此体系属于( ）A 气膜；B 液膜；C 气、液双膜控制，总传质系数近似为Kya ＝________km OL /m 3.s 。 3. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，（ ）A 回收率趋于最高 ； B 吸收推动力趋于最大；C 操作最为经济 ； D 填料层高度趋于无穷大。 4. 某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A 组分，若入塔气体浓度y 1下降，L ，G ，P ，T 等不变，则回收率有何变化____________;若 L 增加，其余条件不变，则出塔液体浓度x 1有何变化 ________________。 5. 如图所示，为同一温度下A ，B ，C 三种气体在水中的 溶解度曲线，由图可知，它们的溶解度大小顺序为 __________________; 因为 ____________________________. 6. 吸收中温度不变，压力增大，可使相平衡常数 ___________,传质推动力___________。在气体吸收时， 若可溶气体的浓度较大，则总体流动对传质的影响 ______。 7. 对易溶气体，气相一侧的界面浓度yi 接近于_________________;而液相一侧的界面浓度xi 接近于______________________。 8. 写出吸收操作中对吸收剂的主要要求的四项 。增加吸收剂用量，操作线的斜率____________, 则操作线_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y-y*）________。 9. 以分压差为推动力的总传质速率方程为N A =K G (p-p*)。由此可知，气相总体积传质系数K G a 的单位______________。其中符号a 代表_______________。 10、某系数过程中，用纯水吸收气体中A 组分，要求A 组分ya=0.1下降到0.02；一种吸收因子A=1，若该吸收过程所需理论板数NT=4，则所需传质单元数为______________。吸收过程中最小液气比的计算公式为(L/G)min=_____________________。 11、某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4km OL /(m 3.s), k xa =0.4km OL /(m 3.s)。则该系数过程为____________阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为____________；该气体为____________溶气体为提高其传质速率，在操作中可采取 措施。 12、在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成将____________，液体出口组成将_____________,溶质的解吸率将____________、解吸操作的目的是______________________________。 13、实验室用水逆流吸收空气中的二氧化碳，当水量和空气量一定时，增加CO 2的量，则入塔气体浓度____________，出塔气体浓度_____________，液体出口组成将________。 14、对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数______, 相平衡常数_____________,溶解度系数_____________。 15、对非液膜控制的系统，气体流量越大，则气相总传质系数______________，气相总传质C （km OL /l ） A B C P,atm 题 5
化工原理考研真题及答案解析 化工原理是研究化学工程中基本原理和基本过程的学科，它涵盖了化工工艺、化学热力学、质量平衡、动力学等多个方面的知识。对于准备考研的化工专业学生来说，熟悉化工原理的重要性不言而喻。本文将针对化工原理的考研真题进行解析，帮助读者更好地掌握这门学科的核心内容。 第一题：物质的量与浓度的关系 问题：一个物质在0摄氏度的固定温度下和固定压强下，其浓度随物质的量变化的规律是什么？ 答案解析：根据理想气体状态方程，PV = nRT，物质的量与浓度之间满足线性关系。当温度和压强保持不变时，浓度随物质的量呈线性增长。 第二题：化学反应速率的影响因素 问题：影响化学反应速率的因素有哪些？请简要说明其中一个因素的作用机制。 答案解析：化学反应速率受到多个因素影响，其中包括温度、浓度、催化剂等。以温度为例，温度升高可以增加反应物分子的动能，使反应物分子碰撞的频率增加，进而提高反应速率。此外，温度升高还可导致反应物分子的碰撞能量增加，提高较高能级状态的占比，从而增加反应物分子成功进行有效碰撞的概率。 第三题：化学平衡的偏移方向
问题：当一个化学平衡系统中，某种物质的浓度发生改变时，该系统的平衡会如何偏移？ 答案解析：根据Le Chatelier原理，当一个化学平衡系统受到外界影响时，系统会通过改变反应方向的浓度、温度或压力等条件来恢复平衡。具体地说，在该平衡系统中某种物质浓度减少时，系统会自动向该物质生成的反应方向偏移，以平衡反应物和生成物之间的浓度差异。 第四题：化学反应焓变的计算 问题：某一化学反应发生时，反应物A放出的热量为60 kJ/mol，吸收的热量为40 kJ/mol，该反应的焓变是多少？ 答案解析：根据热力学第一定律，焓变等于吸热减去放热。在这个例子中，放热为60 kJ/mol，吸热为40 kJ/mol，所以焓变为60 kJ/mol - 40 kJ/mol = 20 kJ/mol。 第五题：相平衡的条件 问题：两种物质的相平衡需要满足什么条件？ 答案解析：相平衡的条件包括相同压强和温度下平衡态的浓度。在等温等压下，当两种物质的化学势相等时，它们处于平衡态。化学势的相等要求反应物和生成物之间满足一定的浓度比例关系，这个比例关系就是相平衡的条件。 总结： 本文通过五道化工原理的考研真题解析，介绍了物质的量与浓度
第五章蒸发 5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa，求溶液的沸点和溶质引起的沸点升高值。 解： 查附录：15kPa的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg (1)查附录5，常压下25%NaOH溶液的沸点为113℃ 所以，Δa= 113-100=13℃ 所以沸点升高值为 Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃ 操作条件下的沸点： t=9.5+53.5=63℃ (2)用杜林直线求解 蒸发室压力为15kPa时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃ 因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为 Δ=63-53.5=9.5℃ 5-2、习题1中，若NaOH水溶液的液层高度为2m，操作条件下溶液的密度为 1230kg•m-3。计算因液柱引起的溶液沸点变化。 解： 液面下的平均压力 pm=24.65kPa时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃ 所以液柱高度是沸点增加值为： Δ=63-53.5=9.5℃ 所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了 Δ=9.5+9.5=19℃ 因此，操作条件下溶液的沸点为： t=53.5+19=72.5℃ 5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg•h-1，加热水蒸气的温度为120ºC，其汽化热为2205kJ•kg-1。已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W•m-2k-1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W•m-2k-1。 求蒸发器的传热面积。 忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。 解： 热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W 溶液温度计t=81+9=90℃ 蒸汽温度T=120 ℃ ∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500 ∴K=2435W/m2K ∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m2 5-4、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。已知：加热蒸气温度为120ºC，进入冷凝器的二次蒸气温度为60ºC，溶质和液柱引起的沸点升高值为45ºC，蒸发器的总传热系数为1000 W•m-2k-1。溶液被预热到沸点后进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可以忽略，认为加热蒸气与二次蒸气的汽化潜热相等，均为2205kJ•kg-1。 求：蒸发器的传热面积和加热蒸气消耗量。 解：
(2012) （20分）用一精馏塔分离某双组分混合液，在塔中部以饱和蒸汽进料，已知进料中易挥发物组成x f =0.5，塔顶产品中易挥发组成x D =0.9，塔釜中易挥发组成x w =0.05（以上均为摩尔分率），该物系平均相对挥发度为3,回流比R=2R min ,试计算： （1）提馏段操作线方程； （2）进入第一块理论板（从顶往下数）的汽相浓度； （3）若因故塔釜停止加热，欲维持x D 不变应如何操作？此时塔釜排液x w =？
(2011) （15分）用相当于3块理论板的精馏塔分离含氨0.4%（摩尔）的氨-水混合物，预热成饱和蒸气后从第2和第3块理论板之间进料。使用全凝器将来自塔顶的蒸气混合物冷凝成饱和液体。每1摩尔的进料有1.35摩尔的冷凝液回流进第1块塔板，其余冷凝液作塔顶产品。从最低的一块塔板下降的液体进入再沸器后，每1摩尔进料有0.7摩尔被汽化并升入第3块理论板，剩余液体作为塔底产品。设全塔的平衡关系可表示为 y = 12.6x 分别计算从进料板下降液体中氨的组成和塔底、塔顶产品中氨的组成。
（2010）4.（20分）在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。已知该物系的平均相对挥发度为2.5，进料为饱和蒸汽，其组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），进料量为100kmol/h 。塔顶馏出液量为40kmol/h ，精馏段操作线方程为y n+1=0.8x n +0.16 试计算： （1）提馏段操作线方程; （2）若测得塔顶第一块板下降的液相组成为x 1=0.7，求该板的气相默弗里板效率E mv,1； （3）当塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无穷多，塔釜产品浓度将为多少？