广东工业大学化工原理标准答案及评分标准

化工原理典型习题解答王国庆陈兰英广东工业大学化工原理教研室2003上 册一、选择题1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则(1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。

A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。

A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍解：(1) 由 222322642dluu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅= 得162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u du h h f f (2) 由 2222ud l d f u d l h f ⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⋅=ελ 得322 55212142122112212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。

A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2222222111ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2222222111u d l l u d l l e e ⋅+⋅=⋅+⋅λλ 又由完全湍流流动得 ⎪⎭⎫⎝⎛=d f ελ所以 ()()222211u l l u l l e e ⋅+=⋅+而 24d u uA V π⋅== 所以 ()()1547.175.01211212==++==e e l l l l u u V V3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。

一、填空与选择题试题范围（30分）1、蒸馏定义及概念，实现精馏的理论依据（国庆+李军PPT ）定义：利用液体混合物中各组分挥发性的差异来分离液体混合物的传质过程。

概念：是质量传递过程（传质过程），即由浓度差引起的物质转移过程精馏的理论依据（13~14）：即多次蒸馏。

液体混合物经过多次部分汽化和多次部分冷凝后，几乎被完全分离。

2、进料热状况的种类，q 值大小与进料状况的关系；q 线的物理意义，不同进料状况下 q 线的变化（国庆+李军PPT ）进料的汽化潜热需的热量进料汽化为饱和蒸汽所饱和液体焓饱和蒸汽焓原料焓饱和蒸汽焓=--=--=-=L V F V I I I I F L L q '对于饱和液体、气液混合物以及饱和蒸汽而言，q 值就等于进料的液相分率。

进料焓值(温度)增加，q 值减小， 则 q 线与精馏操作线的交点(相应加料热状态下两操作线的交点)沿着精馏操作线朝 x 、y 减小的方向移动。

从塔设备的角度，这意味着加料板位置下移。

3、精馏塔计算时，塔内上升蒸汽量与R 的关系回流比D L R = L ——精馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h ；D ——馏出液摩尔流量，kmol/h4、相对挥发度与饱和蒸气压的关系（国庆PPT ）00BA p p =α 00,B A p p —分别为组分A 、B 的液体蒸汽压，Pa ，即纯液体的饱和蒸汽压；5、在y －x 相图上，相对挥发度α大小与平衡线、对角线、组分的分离难易程度等之间的关系（李军PPT ）yyx xxy )1(,)1(1--=⋅-+⋅=αααα1=α时，x y = ；对于大多数溶液，两相平衡时，y 总是大于 x ，故平衡线位于对角线上方。

平衡线偏离对角线越远，表示该溶液越易分离。

恒沸点时，x-y 线与对角线相交，该点处汽液相组成相等。

α越大，组分在汽、液两相中的摩尔分数相差越大，分离也越容易6、精馏塔实际板数计算（李军PPT ）全塔板效率 ET （总板效率）为完成一定分离任务所需的理论塔板数 N 和实际塔板数 NT 之比若已知一定操作条件下的全塔效率，便可求得实际板数。

化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名 ____________ 班级 ____________ 学号 _____________ 成绩 ______________一、填空题：1. （ 2 分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________ ；分散外相是指______________________________ 。

*** 答案 ***固体微粒，包围在微粒周围的液体2.（ 3 分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________ 三个力的作用。

当此三个力的______________ 时，微粒即作匀速沉降运动。

此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。

*** 答案 ***重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度3. （ 2 分）自由沉降是___________________________________。

***答案 ***沉降过程颗粒互不干扰的沉降4. （ 2 分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。

球形粒子的球形度为_________ 。

*** 答案 ***小15. （ 2 分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在_________ 力或 __________ 力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。

*** 答案 ***重离心沉积6. （ 3 分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。

滞流沉降时，其阻力系数=____________.*** 答案 ***粒子所受合力的代数和为零24/ Rep7.（ 2 分）降尘宝做成多层的目的是 ____________________________________ 。

***答案 ***增大沉降面积，提高生产能力。

8.（ 3 分）气体的净制按操作原理可分为________________________________________________________. 旋风分离器属 _________________ 。

化工原理考试题及答案1. 简述无机反应动力学的几种基本类型，以及各类型反应速率方程的特点。

无机反应动力学的几种基本类型包括零级反应、一级反应、二级反应和伪一级反应。

零级反应：反应物的浓度对反应速率没有影响，因此反应速率与反应物浓度的指数为零。

速率方程为r = k。

一级反应：反应速率与单个反应物的浓度成正比。

速率方程为r = k[A]。

二级反应：反应速率与一个或多个反应物的浓度的乘积成正比。

速率方程可以分为单分子二级反应（r = k[A]^2）和双分子二级反应（r = k[A][B]）。

伪一级反应：由于反应过程中某一个反应物的浓度远远大于其他反应物的浓度，因此可以近似认为该反应物浓度恒定。

速率方程为r = k'[A]。

2. 详细解释化学平衡的概念，并简述浓度、压力和温度对化学平衡的影响。

化学平衡指当反应物转化为产物的速率等于产物转化为反应物的速率时，反应达到动态平衡的状态。

在化学平衡下，反应物和产物的浓度保持恒定，但并不代表反应停止。

浓度对化学平衡的影响：当增加某个物质的浓度时，平衡将移向反应物的一边，以减小物质浓度。

当减少某个物质的浓度时，平衡将移向产物的一边，以增加物质浓度。

压力对化学平衡的影响：只对气相物质的平衡有影响。

增加压力会使平衡移向物质分子较少一侧，以减小压缩效应。

减小压力会使平衡移向物质分子较多一侧。

温度对化学平衡的影响：增加温度会使平衡移向吸热反应的一边，以吸收多余的热量。

降低温度会使平衡移向放热反应的一边，以释放多余的热量。

3. 解释催化剂在化学反应中的作用原理，并举例说明催化剂的应用。

催化剂是能够加速反应速率但在反应结束时保持不变的物质。

催化剂通过降低反应活化能的方式促进反应进行，而不会改变反应物和产物的自由能差。

催化剂的应用举例：铂催化剂可用于催化汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物的催化转化反应，将有害物质转化为无害的氮气和水及二氧化碳；工业中常使用铁催化剂催化合成氨的哈柏过程；过氧化氢可以通过过氧化酶催化剂分解为氧气和水等。

化工原理——带答案(D O C)文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]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. 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。

7.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．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.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（ρ指-ρ）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 ）。

化工原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，物料衡算的基本方法是（）。

A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案：A2. 在连续操作的化工过程中，以下哪项是正确的（）。

A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案：A3. 传热过程中，以下哪种情况下热阻最小（）。

A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案：B4. 流体在管道中流动时，以下哪种流动是层流（）。

A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案：A5. 在精馏塔中，以下哪种情况下回流比最小（）。

A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案：A6. 以下哪种情况下，流体的压降最大（）。

A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案：B7. 在吸收过程中，以下哪种情况下吸收率最高（）。

A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案：C8. 以下哪种情况下，过滤速率最大（）。

A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案：B9. 在干燥过程中，以下哪种情况下干燥速率最大（）。

A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案：D10. 在萃取过程中，以下哪种情况下萃取效率最高（）。

A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，物料衡算的基本方法是依据________定律。

答案：质量守恒2. 连续操作的化工过程中，物料流量是________的。

答案：恒定3. 传热过程中，壁厚减少可以________热阻。

答案：减少4. 流体在管道中流动时，雷诺数Re<2000时为________流动。

化工原理典型习题解答王国庆陈兰英广东工业大学化工原理教研室2003上 册一、选择题1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则(1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。

A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍(2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。

A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍解：(1) 由222322642d luu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅=得 162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⋅=ελ得 322 55212142122112212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。

A ．倍B ．倍C ．倍D ．倍解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2222222111ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2222222111u d l l u d l l e e ⋅+⋅=⋅+⋅λλ 又由完全湍流流动，得 ⎪⎭⎫⎝⎛=d f ελ 所以 ()()222211u l l u l l e e ⋅+=⋅+，而 24d u uA V π⋅==所以()()1547.175.01211212==++==e e l l l l u u V V 3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。

已知玻璃球的密度为2500kg/m 3，水的密度为m 3，水的粘度为10-3Pa s ，空气的密度为m 3，空气的粘度为10-5Pa s 。

10、萃取操作的依据是_________________________________________.萃取操作选择溶剂的主要
原则是________________________________________.
二、简答题 （共36分）
1、叙述恒縻尔流假设的内容？
2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？
3、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在y-x 的相图上表示出来？
4、叙述双膜理论的论点？
5、画出单级萃取操作相图？
6、叙述湿空气的性能参数？
三、计算题 （共44分）
1、双股进料的二元连续进料，均为泡点液相进料，进料液为21,F F ，求第三段的汽相和液相流量？已知第一段的汽液相流量分别为V 和L 。

2、某填料吸收塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进料量为1000标准h m 3。

如图所示， 进料气
体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。

要求回收率95%。

操作时轻油含量为最小用量的
1.5倍，平衡关系为Y=1.4X 。

已知体积吸收总糸 数为h m Kmol
K ya .1253=，轻油的平均分子
量为170。

求轻油用量和完成该生 产任务所需填料层高度？
3、有一干燥糸统如图，新鲜空气为C t 0020=，干空气水
Kg Kg H 01.00=与干燥器出口温度
为C t 0250=，湿度为干空气水Kg Kg H 08.02= 的废气汇合后进入预热器（ 废气/新鲜空气
= 0.08/0.2）,物料为h Kg G 15001=，温含量为47.01=W ，05.02=W ，求新鲜空气加入量和预
热器加入的热量？。

大学化工原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪项不是化学工程的研究范畴？A. 化学反应工程B. 材料科学C. 传递过程D. 过程控制2. 流体在管道中流动时，若管道直径增大，则流速会如何变化？A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定3. 在化工过程中，下列哪项是提高反应速率的有效方法？A. 降低温度B. 减小反应物浓度C. 增加催化剂D. 减小反应物接触面积4. 根据化学平衡原理，下列哪项描述是正确的？A. 反应物浓度增加，平衡向正反应方向移动B. 增加压力，平衡向气体体积减小的方向移动C. 升高温度，平衡向吸热反应方向移动D. 增加催化剂，平衡位置不变5. 在化工分离过程中，下列哪项不是蒸馏操作的特点？A. 利用组分沸点差异B. 需要加热C. 可以分离非挥发性组分D. 需要冷却6. 化工设备中，填料塔与板式塔的主要区别是什么？A. 填料塔有固定填料，板式塔无B. 板式塔有固定填料，填料塔无C. 填料塔用于气液接触，板式塔用于液液接触D. 板式塔用于气液接触，填料塔用于液液接触7. 在化工热力学中，下列哪项不是焓变的计算依据？A. 反应物和生成物的焓值B. 反应物和生成物的温度C. 反应物和生成物的压力D. 反应物和生成物的摩尔数8. 化工过程中，下列哪项不是传热的基本方式？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 扩散9. 在化工设计中，下列哪项不是反应器设计需要考虑的因素？A. 反应器的体积B. 反应物的转化率C. 反应器的形状D. 反应器的材质10. 在化工生产中，下列哪项不是常见的能量回收方式？A. 热交换B. 热泵C. 热电联产D. 热解二、填空题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，反应器的容积通常根据______来确定。

2. 在传递过程中，______是描述物质在流体中扩散的物理量。

3. 化工设备的设计中，______是影响设备尺寸和成本的重要因素。