化工原理下册复习

六、蒸馏★习题：蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。

答案：均相液体混合物挥发性差异造成气液两相系统★习题：在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

答案：相等大于杠杆规则★习题：当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。

答案：大于（每空1分）★习题：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。

物系的α值愈大，在x-y 图中的平衡曲线愈对角线。

答案：易挥发组分难挥发组分不能用普通蒸馏方法分离远离★习题：工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。

而是精馏与普通精馏的本质区别。

答案：多次部分气化多次部分冷凝回流★习题：精馏塔的作用是。

答案：提供气液接触进行传热和传质的场所。

★习题：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。

答案：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分★习题：离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，互成平衡。

答案：平衡温度组成★习题：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。

答案：塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）★习题：精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。

答案： R= D L∞ 全回流 Rmin★习题：精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q 值最大，进料温度泡点温度。

答案： 五种 冷液体 小于★习题：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，馏出液流量等于 ，操作线方程为 。

答案： ∞ 零y n+1=x n★习题：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1,x 1及y 2,x 2；则它们的大小顺序为 最大， 第二， 第三，而最小。

一、选择题1.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（减少气膜和液膜厚度）2.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（填料吸收塔）3.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（不变），亨利系数E将（不变）。

4.在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将（减少）气相总传质系数K y将（增加），出塔液体中CO2浓度将（减少）。

5.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率(填料层高度趋向无穷大)。

6.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/(m2.h) 气相总传质系数K y=1.5kmol/(m2.h)，则该处气液界面上气相浓度y i应为（0.01），平衡关系y=0.5x。

7.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?(出塔气体浓度增加，但x不定)8.气体的亨利系数E值越大，表明气体（越难溶解）。

9.填料吸收塔空塔的速度应（小）于液泛速度。

10.对吸收操作有利的是（温度低，气体分压大时）。

11.在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（上方）。

12.亨利定律是一个稀溶液定律，其亨利系数E值愈小，表明该气体的溶解度（愈大）；温度升高，E值（愈大）。

1. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A＝0.6相应的泡点为ｔb，与之相平衡的汽相组成y A＝0.7，相应的露点为ｔd，则：（ｔb＝ｔd ）。

2. 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是(液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生)。

3.某二元混合物，汽液相平衡关系如图。

《化工原理》（下）复习提要1各章要点1.1传质概论与吸收基本概念：分子扩散及对流扩散的概念，菲克定律，一维定常分子扩散速率，等分子反向扩散，单向扩散，总体流动、漂流因素；传质速率与扩散通量，浓度的不同表示法及其关系，膜模型，相内传质速率式；相平衡关系，吸收和解析得传质方向、限度，推动力及其不同得表示形式，双膜模型及传质理论简介；相际传质速率式，传质阻力及表示，气膜控制、液膜控制；吸收操作的基本概念，典型吸收设备与流程，吸收过程的相平衡关系（溶解度曲线，亨利定律），影响平衡的主要因素；吸收过程的物料衡算，操作线方程，吸收剂的选择及用量的确定，最小溶剂用量的概念；传质单元数及传质单元高度的概念，吸收因子（解吸因子）的概念，理论板与等板高度；低浓吸收填料层高度的计算（平衡线为直线及曲线两种情况）；传质系数的测定、准数与准数关联式；高浓度吸收的特点及计算的主要方程及步骤。

基本公式： 气液平衡：mX Y mx y Hc Ex p ====***对稀溶液： 传质速率：)()()()(**x x k y y k X X K Y Y K N i x i y X Y A -=-=-=-= 物料衡算：max1*21max 1212121)()(ηηϕηη=-=-=-=-Y Y Y Y Y Y Y Y V X X L 吸收剂的用量：min 2*121min 2~1.1L L X X Y Y V L =⇒⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--= 填料层高度：HETP N N H N H Z T O L O L O G O G ===mOL m OG X OL Y OG X X X N Y Y Y N a K LH a K VH ∆-=∆-=Ω=Ω=2121 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+----=⇒=S Y Y Y Y S S N L mV S OG *22*211ln 11 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+----=⇒=A Y Y Y Y A A N mV L A OL *11*211ln 11 2121ln 1lnX X Y Y A A A N T N T ∆∆=∆∆=--=ϕϕ 1.2精馏基本概念：两组分物系的汽液平衡关系，t-x-y 图, x-y 图，拉乌尔定律，泡点与露点，泡点方程与露点方程，挥发度与相对挥发度及其影响因素；精馏原理；双组分连续精馏塔的物料衡算，恒摩尔流假设，理论板的概念，操作线方程，进料热状况，q 的意义及计算，最小回流比的概念及确定，回流比对精馏过程的影响，理论板数的确定；（图解法，逐板计算法及简捷法）；点效率、板效率和塔效率的概念，实际塔板数的确定；精馏装置的热衡算；平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算；精馏塔全塔效率及点效率的测定方法。

总复习 吸收1、 费克定律 dz dx CD J AAB z A -=,()B A A AAB A N N x dz dx CD N ++-=扩散系数：气体的扩散系数大于液体的扩散系数。

等摩尔反向扩散：B A N N -= A A J N =单向扩散：0=B N亨利定律（相平衡关系）⎪⎩⎪⎨⎧===mx y H c p Ex p A A AA ***⎩⎨⎧==H C E PE mT 增加，E 和m 都增加。

P 增加，m 减小。

传质速率方程：()*y y K N y A -= mx y =* xy y k mk K +=11 界面浓度的求取：yx i ik k x x y y -=--， i i mx y = 气膜控制：x y y k m k K +=11， x y k m k >>1 ， y y k K≈ 液膜控制：y x x mk k K 111+= ， yx mk k 11>> ， x x k K ≈吸收塔的计算：bab y y y -=η x a ，y b 已知，又知 η（y a ），求x ba b a b x x y y G L --=⎪⎭⎫ ⎝⎛*m i n ， m yxbb =*()min0.2~1.1⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛G L G L⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=a a x G L y x G Ly 由y b 求得 x baK GH y OG = 7.0G a K y ∝ 3.0G H OG ∝求 OG N ： 对数平均推动力法：aa a a a mx y y y y -=-=∆*b b b b b mx y y y y -=-=∆*abab ab OG y y y y y y N ∆∆∆-∆-=ln脱吸因数法：当x a =0 ， ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---=S S S N OG η111ln 11 ()G L m S = ，S 可以大于1，也可以小于1。

OG OG N H h =0蒸馏拉乌尔定理：A A A x p p = B B B x p p =B A B p p p P x --= Px p y A=得到 t-x-y 相图和y-x 相图 ()x xy 11-+⋅=αα非理想物系：恒沸点和恒沸组成。

总复习第七章1、相组成()RTp M c Vn c V m AA AA AA AA ====ρρ度质量浓度与物质的量浓1()BA M M M M x m 2BAAAAA BB A A AA AA AA x M x M x nn x m ωωωωω+=+===质量分数与摩尔分数()AAA A AA AAA A AA AAA A AA X X X X x X x x X m m m X n n n X +=+=-=-=-=-=11113ωωω质量比与摩尔比例题：含丙酮%（质量分数）的水溶液，其密度为m 3，试计算丙酮的摩尔分数、摩尔比及物质的量浓度。

x A =、X A =、c A =2、质量传递（1）等分子反方向传递（摩尔汽化潜热相等的蒸馏）()()2121A A AB AA A ABA p p zRT D N c c z D N -∆=-∆=（2）一组分通过另一停滞组分（吸收操作）()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-=-∆=-=-∆=221112122112122121ln ln M M c x x x x x x x zx RT c D N p p p p p p p zP RT P D N B B B B BMA A BM AB A B B B B BMA A BM AB A ρρ总总总液相中例题：在直径为、长度为的圆管中CO 2气体通过N 2的温度为383K ，总压为，管两端CO 2的分压分别为和。

试计算CO 2的扩散通量。

已知该条件下CO 2在N 2中的扩散系数为×10-4m 2/s 。

N A =×10-6kmol/(m 2·s) 3、对流传质()Ab Ai L A c c k N -=例题：在常压下，30℃的空气从厚6mm 、长度为500mm 的萘板的上下表面沿水平方向吹过。

在30℃下，萘的饱和蒸汽压为 pa ，固体萘的密度为1152kg/m 3，空气与萘板间的对流传质系数为s 。

化工原理下册复习复习思考题某种气体在水中的溶解度很低，当用水吸收时，此吸收过程属于何种控制？为什么？填料塔设计时，空塔气速一般取液泛气速的多少？在填料塔的up～lglg 曲线图上，有哪两个转折点？低浓度气体逆流吸收时，当入塔液体量增大而其他条件不变时，液相传质单元数与气体出塔浓度将会如何变化？对于低浓度气体吸收，当系统压力升高时，亨利系数如何变化？相平衡常数如何变化？设计精馏塔时，增加塔板开孔率，会使漏液线发生什么变化？什么是需理论板数？什么是塔效率？观察塔板负荷性能图，若在较低的液气比L/V下操作时，板式塔的生产能力将由哪条线控制？若在很高的液气比L/V下操作时，板式塔的生产能力将由哪条线控制？什么是结合水分和非结合水分？什么是平衡水分和自由水分？什么是干燥物料的临界含水量？在其他条件不变的情况下将空气升温，则其绝对湿度将如何变化？湿空气的干球温度、湿球温度及露点温度之间有何关系？什么是理想干燥？什么是恒速干燥阶段？什么是降速干燥阶段？影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是什么？干燥过程如何强化？干燥操作和产品质量与干燥器出口空气的湿度或温度有何关系？为什么？对高温下不太敏感的块状和散粒状的物料的干燥，通常可采用__________干燥器，当干燥液状或浆状的物料时，常采用______________干燥器。

9.根据塔板负荷性能图可知，若在较低的液气比L/V下操作时，板式塔的生产能力将由线控制。

灰体是指，影响辐射传热的主要因数有，和。

4、对填料塔操作时中，在进行正常实验前要先经过一次预液泛，其作用是________和________。

15、在一定干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量会_________，而干燥所需的时间会____________。

10.氧在水中的溶解度很低，当工业生产中用水吸收O 2时，过程的气膜阻力_______液膜阻力（大于，等于，小于），故属于______控制。

11.对于恒定干燥条件下的干燥速率曲线，一般包括恒速干燥阶段（包括预热段）和降速干燥阶段，将两干燥阶段的交点所对应的物料含水量称为。

化工原理下册复习题答案一、选择题1. 化工生产中，下列哪种设备通常用于实现气液相的分离？A. 换热器B. 反应器C. 蒸馏塔D. 蒸发器答案：C2. 在连续操作的化工过程中，以下哪个参数是恒定的？A. 反应物的浓度B. 温度C. 压力D. 流量答案：B3. 根据传质原理，以下哪种情况下传质速率会增大？A. 降低温度B. 增加浓度梯度C. 减小扩散面积D. 降低扩散系数答案：B二、填空题1. 在化工生产中，_______是用于控制化学反应速率和选择性的关键设备。

答案：反应器2. 根据传热的基本方式，化工设备中的热交换主要通过_______、_______和辐射三种方式进行。

答案：导热、对流3. 蒸馏操作中，_______是控制馏出物组成的关键因素。

答案：回流比三、简答题1. 简述蒸馏塔的工作原理。

答案：蒸馏塔是一种用于分离液体混合物的设备，其工作原理基于混合物中各组分的沸点差异。

在蒸馏塔中，混合物被加热至部分蒸发，轻组分随蒸汽上升，而重组分留在塔底。

上升的蒸汽在塔顶冷凝后，通过回流管返回塔内，与上升的蒸汽形成逆流，从而实现组分的分离。

2. 描述传热过程中的三种基本方式，并简述它们的特点。

答案：传热的三种基本方式包括导热、对流和辐射。

导热是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，通常发生在固体中。

对流是指流体中温度不同的各部分之间的热量交换，常见于气体和液体中。

辐射是指热量以电磁波的形式在空间中传递，不需要介质，可以在真空中进行。

四、计算题1. 某化工反应器中，反应物A的初始浓度为1.0 mol/L，反应速率常数k=0.05 min^-1，若反应为一级反应，求10分钟后反应物A的浓度。

答案：首先，一级反应的速率方程为 -d[A]/dt = k[A]。

对时间积分得到[A] = [A]₀e^(-kt)。

将给定的数值代入公式，[A] = 1.0e^(-0.05*10) mol/L。

五、论述题1. 论述化工生产中的节能减排措施及其重要性。

化工原理（下）1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的质量分数2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是（ B ）。

A.实际上不存在理论塔板B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。

C. 理论塔板数比实际塔板数多3、在精馏塔中每一块塔板上同时进行传热传质作用4、气体吸收过程中，吸收速率与推动力成正比5、气体的溶解度很大时，溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制，故称为气膜控制6、普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为空气的干球温度。

7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的摩尔分数8、在蒸馏过程中，混合气体中各组分的挥发性相差越大，越容易进行分离。

9、气体吸收过程中，吸收速率与吸收阻力成反比10、气体的溶解度很小时，溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制，故称为液膜控制11、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为66.7kmol/h12、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起操作线与q线的变化。

14、以下有关全回流的说法正确的是（ A、C ）。

A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合B、此时所需理论塔板数量多C、塔顶产品产出量少D、此时所用回流比最小15、吸收操作是利用气体混合物中各种组分溶解度的不同而进行分离的。

16、用水吸收混合气体中的二氧化碳时，低温高压下吸收效果最好。

17、吸收操作的作用是分离气体混合物18、某气相混合物由甲.乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么( B )。

A．甲组分摩尔分数是0.3 B．乙组分压力分数是0.3C．乙组分质量分数是0.7 D．甲组分质量分数是0.720、在某板式精馏塔中，往塔顶轻组分含量越高21、双组分连续精馏提馏段操作线位置一般与回流比无关。

22、在某连续精馏塔的操作中，若进料温度降低，一般会导致塔顶产品产量提高23、用水吸收氨时，其吸收过程的阻力主要在气膜25、在蒸发操作中，溶质在蒸发前后的质量不变，这是因为溶质是不挥发的26、蒸馏操作属于传热+传质27、若某精馏塔精馏段操作线方程为y=0.75x+0.216，则操作回流比为328、吸收操作是利用气体混合物中各组分溶解度的不同而进行分离的。

【例题与解题指导】【例1】 某常压空气温度30℃、湿度0.0256kg/kg 绝干气，试求：（1）相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓；（2）若将上述空气在常压下加热到50℃，再求上述各性质参数。

【例2】 解：（1）30℃时的性质相对湿度：查得30℃时水饱和蒸汽压p s ＝4.2464kPa 。

将数据带入0.622s sp H P p ϕϕ=-，94.30%ϕ= 水汽分压 4.004s p p ϕ== kPa比容： 由前式求比容，即51273 1.0131022.42918273H H t v P +⨯⎛⎫=+⨯⨯ ⎪⎝⎭v H = 0.8926 m 3湿空气/kg 绝干气比热容：由前式求比热容，即 1.01 1.88 1.058H c H =+=kJ/(kg 绝干气·℃)焓： 用前式求湿空气的焓，即()1.01 1.882490I H t H =++I ＝95.49 kJ/kg 绝干气（2）50℃时的性质参数相对湿度：50℃时水蒸汽的饱和蒸汽压为12.340kPa 。

当空气被加热时，湿度并没有变化，若总压恒定，则水汽的分压也将不变，故4.004100%100%32.44%12.34s p p ϕ=⨯=⨯= 水汽分压：因空气湿度没变，故水汽分压仍为4.004kPa 。

比容： 常压下湿空气视为理想气体，50℃时比容为3230.89260.955303H v =⨯=m 3湿空气/kg 绝干气 比热容：由式7知湿空气的比热容只是湿度的函数，因此，湿空气被加热后，其比热容不变，为1.058kJ ／(kg 绝干气·℃)。

焓： ()1.01 1.882490I H t H =++＝116.7 kJ/kg 绝干气由上计算可看出，湿空气被加热后虽然湿度没有变化，但相对湿度降低了，所以在干燥操作中，总是先将空气加热后再送入干燥器内，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。

【例2】常压下湿空气温度为30℃、湿度为0.0256kg ／kg 绝干气，试求该湿空气的露点t d 、绝热饱和温度ｔas 和湿球温度t w 。

第1章蒸馏 内容小结复习题1 蒸馏概述蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而到达别离目的。

轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分例：蒸馏是别离的一种方法，其别离依据是混合物中各组分的，别离的条件是。

答：均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统精馏操作压力的选择减压蒸馏：降低了液体的沸点。

应用场合：别离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系〔防止采用高温载热体〕。

加压蒸馏：提高冷凝温度防止使用冷冻剂。

应用场合：别离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。

举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。

2 双组分溶液的气液相平衡例：当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

答: 相等，大于，杠杆规那么例：当气液两相组成相同时，那么气相露点温度液相泡点温度。

答：大于例：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，假设α=1表示。

物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。

答：易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法别离，远离理想溶液的含义例：理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才说明溶液的理想性例：精馏塔别离某二元物系，当操作压强降低时，系统的相对挥发度 ( )，溶液的泡点( )，塔顶蒸汽冷凝温度( )。

答：增大，减小，减小3 平衡蒸馏与简单蒸馏4 精馏例：精馏塔的作用是。

答：提供气液接触进行传热和传质的场所。

例：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段〔包括加料板〕称为_____，其作用是。

答：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分例：离开理论板时，气液两相到达状态，即两相相等，____互成平衡。