化工原理答案

蒸馏5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。

已知原料液流量为4000kg/h ，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。

试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。

解：全塔物料衡算（质量分数表示）WD F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得：F=4000，x F =0.3，x W =0.5，88.0%100=⨯=FD D Fx Dx η代入上式得 故 943.011203.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=⨯⨯===-===⨯⨯D Fx x hkg D hkg W WF D D η 下面用摩尔分数表示h kmol x D /36.14760.9741120D 974.0154/057.076/943.076/943.0=⨯==+=18 6 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q 值。

（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料（1） 查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg ，水的汽化热为2300 kJ/kg ，故平均汽化热为：kg /kJ 27.1676186.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯= 由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为： 65.572403.75=+=m t ℃ 查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K溶液平均比热为K kg kJ ∙=⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=/35.3186.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得：07.127.167627.1676)403.75(35.3=+-⨯=+∆=r rt c q p（2） 泡点进料q=1（3） 饱和蒸汽进料q=07 对于习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h ，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（摩尔分数），回流比为2.5，试求产品流量，精馏段下降液体流量和提馏段上升蒸气流量。

（完整版）《化⼯原理》试题库答案《化⼯原理》试题库答案⼀、选择题1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截⾯不变的物理量是（A）。

A.质量流量B.体积流量C.流速D.静压能2. 孔板流量计是( C )。

A. 变压差流量计，垂直安装。

B. 变截⾯流量计，垂直安装。

C. 变压差流量计，⽔平安装。

D. 变截⾯流量计，⽔平安装。

3. 下列⼏种流体输送机械中，宜采⽤改变出⼝阀门的开度调节流量的是（C）。

A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离⼼泵 D. 往复泵4．下列操作中，容易使离⼼泵产⽣⽓蚀现象的是（B）。

A．增加离⼼泵的排液⾼度。

B. 增加离⼼泵的吸液⾼度。

C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。

D. 启动前，没有关闭出⼝阀门。

5．⽔在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知⽔的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。

A.层流B. 湍流C. 可能是层流也可能是湍流D. 既不是层流也不是湍流6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。

A. 位能B. 动能C. 静压能D. 热能7．在相同进、出⼝温度条件下，换热器采⽤（A）操作，其对数平均温度差最⼤。

A. 逆流B. 并流C. 错流A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。

A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器10. 流体将热量传递给固体壁⾯或者由壁⾯将热量传递给流体的过程称为（D）。

A. 热传导B. 对流C. 热辐射D.对流传热11.流体在管内呈湍流流动时B。

A.Re≥2000B. Re>4000C. 2000D. Re<200012.离⼼泵最常⽤的调节⽅法是（B）A 改变吸⼊管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流⽀路，改变循环量的⼤⼩D 车削离⼼泵的叶轮13.U型管压差计指⽰液的密度（A）被测流体的密度。

3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。

若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。

已知该液体密度为900kg/m 3,h=,R=。

试计算容器中液面上方的表压。

解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×。

已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。

解: (1) 大管: mm 476⨯φ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。

现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。

解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:简化: g W u H f /)21(22∑+=1-14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。

丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为（表压），精馏塔内操作压力为（表压）。

塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。

第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。

A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。

A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。

A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）。

A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B ）kPa。

A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。

A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。

A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,（塔外大气压强为100kpa）。

那么塔顶处水的压强（A）。

A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据（C ）.A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（P指-P）的值（B ）。

A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。

A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变，不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变D.既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。

化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量，(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。

(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。

(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。

(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。

2. 一种化合物的分子式为C6H12O6，其摩尔质量为180 g/mol，请问这种化合物的分子量是多少？这种化合物的分子量就是其摩尔质量，即180 g/mol。

3. 在一次化学反应中，反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应，如果A的摩尔质量为20 g/mol，B的摩尔质量为30 g/mol，C的摩尔质量为40 g/mol，D的摩尔质量为50 g/mol。

请问，如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应，求反应后C和D的质量各是多少？根据化学方程式2A + 3B → C + D，A和B的物质的摩尔比为2:3，因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。

根据摩尔数的比例，C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol，所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。

4. 请问在下列反应中，哪些是氧化还原反应？(1) 2Mg + O2 → 2MgO。

(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。

(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。

(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。

(3) 和(4)是氧化还原反应。

在(3)中，Zn被HCl氧化生成ZnCl2，同时HCl被还原生成H2。

在(4)中，Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2，同时AgNO3被还原生成Ag。

5. 请问下列哪些是双原子分子？H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。

化工原理习题答案问题一：质量守恒及干燥问题问题描述：一种含有30%水分的湿煤经过加热后，其水分含量降低到15%。

问：为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%，需要排除多少千克水分？解答：根据质量守恒原则，该问题可以通过计算质量的变化来求解。

设湿煤的初始质量为m1，水分含量为w1，加热后的质量为m2，水分含量为w2。

根据题意可得到以下关系：m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系： w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算，可得到： 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得：m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算： m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此，需要排除150千克水分。

问题二：能量守恒问题问题描述：一个装有100升水的水箱，水温为20°C。

向该水箱中加热10000千卡的热量，水温升高到40°C。

问：热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度？解答：根据能量守恒原理，可以通过计算热量的变化来求解。

热量的变化可表示为：Q = mcΔT其中，Q为热量的变化量，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。

根据题意可得到以下关系： Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT：10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此，热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。

化工原理课后答案
1. 甲烷的氧化反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。

2. 水的沸腾是因为液态水的分子具有一定的热运动能量，在特定的温度和压力下，水中的分子能克服水的表面张力，从而从液相转变为气相。

3. 化学反应速率可以通过测量反应物浓度的变化来确定。

一般情况下，反应速率与反应物浓度之间存在正比关系，即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。

4. 标准气体体积的计量单位是摩尔，即每个摩尔的气体占据的体积为标准状况下的体积。

5. 配比是指化学反应中不同反应物之间的摩尔比例关系。

化学方程式中的系数即为反应物的配比关系。

6. 溶液的浓度可以通过溶质的质量或体积与溶液总质量或总体积的比例来计算得到。

常见的浓度单位包括摩尔浓度、质量浓度和体积浓度等。

7. 反应的热力学变化可以通过反应物和产物之间的化学键的形成和断裂来解释。

在化学反应中，反应物中的化学键断裂需要吸收能量，而产物中的化学键形成释放能量。

8. 氧化还原反应是指化学反应中电子的转移。

氧化剂接收电子，被还原；还原剂失去电子，被氧化。

9. 反应热是指在恒定压力下，化学反应发生时放出或吸收的能量。

反应热可通过测量反应物和产物的焓变来确定。

10. 反应平衡是指在特定的温度和压力下，反应物和产物之间的浓度或压力保持不变。

在平衡态下，反应物和产物之间的反应速率相等，且不再出现净反应。

1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I04 Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力解：标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力P A= 101.325 +60=161.325 kPa容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。

试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。

解:进口绝对压力出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa[1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。

容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。

试求: (1)压差计读数(指示液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。

解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压)液体密度，指示液密度(1)压差计读数R=?在等压面上（2）[1-16]在图所示的水平管路中，水的流量为2.5L/s。

已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ，液柱高度h=lm 。

若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。

解：水的体积流量截面1处的流速截面2 处的流速在截面l 与2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。

截面2 处的静压头水柱负值表示该处表压为负值，处于真空状态。

[1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。

泵的吸入管为￠32mmX 2.5mm ，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。

若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。

第七章 吸收1,解：（1）008.0=*y 1047.018100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m (3)0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。

现atm P 1=，,293k T =故()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气()24.986.1002.9621m kN P BM =+=代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80，s cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P时间s NA M t 21693.041025.718224=⨯⨯⨯==-π 6,解：画图7,解：塔低：6110315-⨯=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-⨯=y 02=x2.5N 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH g =⨯ 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。