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化工基础第5章习题答案

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第5章 传质过程及塔设备

5.2气体的吸收

1.空气和CO2的混合气体中，CO2的体积分数为20%，求其摩尔分数y和摩尔比Y各为多少？

解 因摩尔分数=体积分数，.02y摩尔分数

摩尔比 ..020251102yYy．

2. 20℃的l00g水中溶解lgNH3, NH3在溶液中的组成用摩尔分数x、浓度c及摩尔比X表示时，各为多少？

解 摩尔分数//117=0．0105117100／18x

浓度c的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982skgm代替。

溶液中NH3的量为 /311017nkmol

溶液的体积 /.33101109982 Vm

溶液中NH3的浓度//.33311017==0．581／101109982nckmolmV

或 . 3998200105058218sscxkmolmM．．／

NH3与水的摩尔比的计算

//1170010610018X．

或 ..00105001061100105xXx．

3.进入吸收器的混合气体中，NH3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH3的组成，以摩尔比Y和摩尔分数y表示。

吸收率的定义为

122111YYYYY被吸收的溶质量原料气中溶质量

解 原料气中NH3的摩尔分数0.1y

摩尔比 ...1110101111101yYy

吸收器出口混合气中NH3的摩尔比为

()...211109011100111YY（）

摩尔分数 ...22200111=0010981100111YyY

4.l00g水中溶解lg3 NH，查得20℃时溶液上方3NH的平衡分压为798Pa。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa)、溶解度系数H[单位为/()3kmolmkPa]和相平衡常数m。总压为100kPa。

解 液相中3NH的摩尔分数/.//1170010511710018x

气相中3NH的平衡分压 *.0798 PkPa ＝

亨利系数 *./.07980010576Epx／

液相中3NH的浓度 /./.333110170581 101109982nckmolmV／

溶解度系数 /*./../()3058107980728HcpkmolmkPa

液相中3NH的摩尔分数 //1170010511710018x．／

气相的平衡摩尔分数 **.0798100ypp／／

相平衡常数 *...079807610000105ymx

或 //.76100076mEp

5. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310px，式中*p为氧在气相中的平衡分压，单位为kPax；为溶液中氧的摩尔分数。试求总压为.101325kPa，温度为10℃时，31m水中最大可能溶解多少克氧？空气中氧的体积分数为21%.

解 总压.101325 pkPa

空气中2O的压力分数 .021App／体积分数

空气中2O的分压 *..021101325 ApkPa

亨利系数 .6331310EkPa

(1) 利用亨利定律*ApEx计算

与气相分压..021101325ApkPa相平衡的液相组成为

*. ..62602110132564210 331310ApxkmolOkmolE．／溶液

此为1kmol水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O

因为溶液很稀，其中溶质很少

1kmol水溶液≈1kmol水=18 kg水

10℃，水的密度 .39997kgm／

故 1kmol水溶液≈.3189997m／水

即 .3189997m水中最大可能溶解.664210kmol氧

故 31m水中最大可能溶解的氧量为

...6426421099973571018kmolO

...4222357103211410O114Okgg

(2) 利用亨利定律*AAcpH计算

...5369997== 167610／33131018ssHkmolmkPaEM

31m水中最大可能溶解的氧量为

*(..)(.).5432021101325 16761035710AAcpHkmolOm／ 溶液

...4222357103211410114kgOgO

7. 用清水吸收混合气中的NH3，进入吸收塔的混合气中，含NH3体积分数为6%，吸收后混合气中含NH3的体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为30012 kmolNHkmol．／水。此物系的平衡关系为*.076YX。气液逆流流动，试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少？

解 已知.1006y，则/./..111100609400638Yyy

已知.20004y，则./..32000410004=40210Y

已知10.012X，则*10.760.0120.00912Y

已知20X，则*20Y

塔顶气相推动力 *32224.0210=YYY

塔底气相推动力 *1110.06380.009120.0547YYY

8.CO2分压力为50kPa的混合气体，分别与CO2浓度为./3001kmolm的水溶液和CO2浓度为.3005kmolm／的水溶液接触。物系温度均为25℃，气液相平衡关系*.5166210pxkPa。试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力差和液相浓度差表示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还是解吸。

解 温度25℃t，水的密度为/3s997kgm

混合气中CO2的分压为50pkPa

水溶液的总浓度/39718ssckmolmM水溶液

(1) 以气相分压差表示的吸收推动力

①液相中CO2的浓度 .32001 AckmolCOm／水溶液

液相中CO2的摩尔分数././4001=18051099718Axcc

与液相平衡的气相平衡分压为

*...55416621016621018051030pxkPa

气相分压差表示的推动力 *503020pppkPa（吸收）

② 液相中CO2的浓度30.05kmolm／Ac水溶液

液相中CO2的摩尔分数40.05/9.02710997/18Axcc

与液相平衡的气相平衡分压为

*...554166210166210902710150pxkPa

气相分压差表示的推动力 *15050100pppkPa （解吸）

(2) 以液相浓度差表示的吸收推动力

与气相250COpkPa分压平衡的液相组成为

*..5550166210166210px

平衡的液相浓度

①液相中CO2的浓度./32001 AckmolCOm水溶液

液相浓度差表示的推动力为

*...3001666001000666kmol／mAAccc （吸收）

②液相中CO2的浓度320.05 CO/Ackmolm水溶液

液相浓度差表示的推动力为

*.../300500166600333AAccckmolm （解吸）

10. 混合气含CO2体积分数为10%，其余为空气。在30℃、2MPa下用水吸收，使CO2的体积分数降到0.5%，水溶液出口组成41610X（摩尔比）。混合气体处理量为/32240mh（按标准状态，.,27315 101325KPa），塔径为1.5m。亨利系数188EMPa，液相体积总传

质系数(/)3350LKakmolmhkmolm，。试求每小时用水量及填料塔的填料层高度。

解 (1)用水量计算

....,...31122 010005010111000550310090995yYYY，，．，41610X，20X

混合气流量 2240 '10022.4Gkmolh／

惰性气体流量 GG'y.kmolh1110010190／

用水量 G(YY)(..)L.kmol/hXX41241290011100050315910610

../45159101828610kgh

(2) 填料层高度Z计算

水溶液的总浓度 /././3995718553sscMkmolm

体积传质系数 ./()3553502765 XLKacKakmolmh

液相总传质单元高度 .(.)42159102765154OLXLHKaΩ

.326m

①对数平均推动力法计算OLN

气液相平衡常数 188942Emp

*..31101119411810XYm／／

*/./.5220005039453510XYm

*..34411111810610= 5810XXX

*..5522253510053510XXX

..lnln.554125151581053510=220910581053510mXXXXX

液相总传质单元数

..41246100272220910OLmXXNX

②吸收因数法计算OLN

..41591018799490LmG

**ln2111111OLXXLLNLmGmGXXmG

.ln.....34310118101187918792731187961011810

填料层高度 ...32627389OLOLZHNm

12.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中含苯2%（摩尔分数）；入塔的煤油中含苯0.02%（摩尔分数）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温度为50℃，压力为100kPa，相平衡关系为*.036YX，气相总传质系数.()30015／YKakmolms。入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为.()20015kmolms／。试求填料塔的填料层高度.

解 (1)气相总传质单元高度OGH计算

入塔混合气的流量 G'.kmol(ms)20015 Ω=／

.,.310020015 ／YyKakmolms

惰性气体流量 GG' y.kmol(ms)2110015100200147ΩΩ．．／

..00147098 0015OGYGHmKaΩ．

(2) 气相总传质单元数OGH计算

..111002002041098yYy．，回收率099．

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高中化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素知识点归纳总结(精华版)(带答案)

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单选题

1、实验装置不能达到实验目的的是

A

B

C

D

吸收NO中的NO2 制备并检验SO2气体 用该装置制备少量白色的Fe(OH)2沉淀 检验NH3

A．AB．BC．CD．D

答案：D

解析：

A．二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，故能用水除去一氧化氮中的二氧化氮，A项正确；

B．铜和浓硫酸在加热条件下生成氧化铝，能是品红溶液褪色，并和氢氧化钠溶液反应，能做到尾气处理，B项正确；

C．铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，打开C利用氢气排除装置中的氧气，然后关闭C，利用氢气将硫酸亚铁溶液压到氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁沉淀， C项正确；

D．硫酸没有挥发性，不能在空气中看到白烟，D项错误。

故选D。

2、碘仿(CHI3)是一种外用消毒剂。某实验小组通过电解KI和丙酮(CH3COCH3)来制备碘仿。制得的粗碘仿中含少量石墨粉，分离提纯碘仿的操作中，下列仪器没有用到的是

已知几种物质的部分性质如表所示：

物质 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性

丙酮 -95 56 与水、乙醇互溶

碘仿 123 218 不溶于水，溶于热乙醇 A．B．C．D．

答案：B

解析：

碘仿熔点是123℃，在常温下是固体，不溶于水，用过滤法分离分离提纯碘仿，过滤用到的仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要坩埚，故选B。

3、部分含氮物质的分类与其相应化合价的关系如图所示，下列有关推断不合理的是

A．a的化学性质稳定，可用于保存食品

B．液态b气化要吸收大量的热，可用作制冷剂

C．b→a的过程属于氮的固定

D．b→d是工业生产硝酸的基础

答案：C

解析：

分析：

由图可知，c为-3价的碱，即NH3•H2O，b为-3价的氢化物，即NH3，a为N2，d为+2价的氧化物，即NO，e为+4价的氧化物，即NO2，f为+5价的含氧酸，即HNO3。

A． a为N2，含有N≡N键，键能很大，化学性质稳定，可用于保存食品，故A正确；

化工设备基本知识试题(附答案)

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化工设备基本知识试题(附答案)

化工设备基本知识试题姓名得分

一选择题（2×20分）

1．离心泵工作时，流量稳定，那么它的扬程与管路所需的有效压力相比应该（）。A．大于管路所需有效压力B．一样C．小于管路所需有效压力答：A

2．下列压力属于反应的是（）。

A．热交换器B．回收塔C．洗涤器D．流化床

答：D

3．不适宜做调节流体流量及输送含颗粒物料的阀门是（）。A.旋塞阀B.截止阀C.闸阀

答：C

4．压力安全阀的起跳压力应（）的设计压力，（）爆破片的爆破压力。A．小于大于Ｂ．等于等于Ｃ．大于小于

答：Ａ

5．在选择压力表量程时应注意在被测压力较稳定的情况下，最大压力值应不超过仪表量程的（）。

答：C 6．某内的压力为1MPa，为了测量它，应用下列哪一量程的压力表（）。A．0-1MPaB．0-1.6MPaC．0-2.5MPaD．0-4.0MPa。答:B

7．离心泵输送介质密度改变,随着变化的参数是（）。

A．流量B．扬程C．轴功率

答：C

8．泵出口压力与扬程成()关系。

A．正比B．反比C．无关

答:A

9．与离心泵叶轮直径平方成正比的参数是()。

答:B

10．启动离心泵前关闭泵出口阀的目的是（）。

A．减小启动功率B．提高泵出口压力

C．防止系统压力突变D．防止吸入管线突然抽空

答: A

11．在化工生产中，管子与阀门连接普通都接纳（）连接。A．法兰B．焊接C．承插式D．螺纹

答：A

12．有一台离心泵，原来以3000转/分的转速转动，现在改为2000转/分，那么泵的流量为原来的（）。 答：A

13．对管束和壳体温差不大，壳程物料较干净的场合可选（）换热器。A.浮头式B.固定管板式C.U型管式D、套管式

答：B

14．设想压力在1.6Mpa和10Mpa之间的压力属于（）。A．低压B．高压C．中压D．超高压答：C

15．某段管道最高运转温度是是350℃，则该管道上的法兰应用（）垫片。A．四氟B．石棉C．橡胶垫片D．金属石墨缠绕垫片

(必考题)人教版化学九年级第五章化学方程式经典练习题(答案解析)

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考试范围：xxx；满分：***分；考试时间：100分钟；命题人：xxx

学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________

一、选择题

1．科学家研制出一种新型催化剂，可用于去除装修残留的甲醛（化学式为CH2O）气体，该反应过程的微观示意图如下图，下列说法正确的是

A．1个甲醛分子由1个碳原子和1个水分子构成

B．该反应中产生了两种新分子

C．该反应前后原子种类和数目发生了改变

D．该反应是分解反应

2．将3克碳放在5克氧气中燃烧后得到的气体是

A．CO B．CO2 C．CO2和 O2 D．CO和CO2

3．在点燃条件下，A和B反应生成C和D，反应前后分子种类变化的微观示意图如图所示，下列说法正确的是

A．图中只有两种氧化物

B．生成C和D的分子个数比为1：1

C．图中共有4种分子

D．反应前后分子和原子的种类不变

4．如图所示：2个甲分子反应生成1个丙分子和3个乙分子，下列判断不正确的是（ ）

A．根据质量守恒定律可推知，1个乙分子中含有2个A原子

B．该反应前后一定有元素的化合价发生了改变

C．该反应中甲、乙和丙的分子个数比是2：2：3 D．该反应属于分解反应

5．当空气中受到 SO2污染时，可通过飞机喷洒石灰石粉末，使空气中 SO2含量降低，该过程发生反应为：32422CaCO+2SO+X=2CaSO+2CO ，则 X 的化学式为（ ）

A．CaO B．O3 C．O2 D．CO

6．如图是乙烯和水反应生成酒精的微观模拟图。下列说法不正确的是

A．1个乙烯分子由2个碳原子和4个氢原子构成

B．参加反应的两物质的分子个数比为1：1

C．参加反应的乙烯和水质量比28:2

D．该化学反应属于化合反应

7．逻辑推理是一种重要的科学思维方法,以下推理合理的是

A．因为离子是带电的粒子,所以带电的粒子就是离子

B．因为蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,所以蜡烛中一定含有碳元素和氢元素

2021年高中化学选修三第五章《合成高分子》基础卷(答案解析)(1)

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一、选择题

1．长征五号遥五运载火箭搭载“嫦娥五号”探测器成功发射，并实现中国首次月球无人采样返回，下列关于“嫦娥五号”涉及的材料为金属材料的是

A．探测器上天线接收器外壳材料—镁合金防腐镀层

B．发动机使用的包覆材料—碳纤维

C．光学望远镜使用的材料之一——碳化硅

D．在月球展示的国旗材料一高性能芳纶纤维材料

答案：A

解析：A．探测器上天线接收器外壳材料——镁合金防腐镀层，属于金属材料，故A正确；

B．发动机使用的包覆材料——碳纤维，属于无机非金属材料，故B错误；

C．光学望远镜使用的材料之一——碳化硅，属于无机非金属材料，故C错误；

D．在月球展示的国旗材料——髙性能芳纶纤维材料，属于有机高分子材料，故D错误；

故选A。

2．设AN表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．14g聚丙烯中含CH键总数目为A2nN

B．常温下，pH13的NaOH溶液中含有的OH数目为A 0.1N

C．11L0.1molL的2NaS溶液中，阴离子总数大于A0.1N

D．含有AN个3Fe(OH)胶粒的氢氧化铁胶体中，铁元素的质量为56g

答案：C

解析：A．14g聚丙烯（）含C-H键总数目为A2N，A错误；

B．题中未告知溶液体积，无法计算OH-数目，B错误；

C．Na2S溶液中存在水解平衡：2---2S+HOHS+OH，溶液中c(S2-)=0.1mol•L-11L=0.1mol，则阴离子总数大于0.1NA，C正确；

D．1个3Fe(OH)胶粒是由很多个3Fe(OH) 构成的，NA个3Fe(OH)胶粒中含铁元素的物质的量大于1mol，即NA个3Fe(OH)胶粒所含铁元素的质量大于56g，D错误；

故选C。

3．化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是

A．我国自主研发的“龙芯4000系列”CPU芯片与光导纤维是同种材料

B．“复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板属于有机高分子材料