题目

一、填空( 5.小题,共117.0分)[ 1.在 0.1 MPa和00℃下，1000 g水中可溶解1.88 gCO3,则该溶液摩尔分数为____脐点__________________________________________，摩尔比(比摩尔分数)为________________________________。[1]牛顿粘性定律、傅立叶定律和费克定律三者之间具有明显的类似性。这三种过程之间存在类似性，正是由于动量、热量和质量三者都是凭借________________运动来进行传递的。分子扩散过程应遵循________________定律，即分子扩散速度与________________成正比。[6]在一定的操作压强和温度下,循环使用吸收剂中的吸收质浓度的________________和吸收剂用量的________________都有利于提高吸收过程的推动力;但是,带来的问题往往是使吸收剂的________________增加了。[3]在填料塔中,乱堆的填料具有________________的优点,但缺点是________________。[2]在同一物系中，气体的亨利常数E和溶解度常数H的数值大小只取达布和_______________,而相平衡常数m还与________________有关。当温度升高时E值________________,H值________________,m值________________。 [7]填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度________________,吸收的推动力________________。[4]如下图的气液平衡曲线示意图中，A(xA ,yA),B(xB,yB),C(xC,yC)分别代表三种物系的实际浓度，则由此可判断三种情况下传质的方向分别为：A、________________;B、________________________;C、________________。[8]某合成氨厂脱硫用质量分数为 .01的稀氨水，其摩尔分数为_____脐点_________________________________，摩尔比(比摩尔分数)为______________脐点________________________________。[5]常压( 1.1.9 kPa)下，10℃的空气被水蒸气所饱和，已知该条件下水蒸气饱和蒸气压为5550 Pa,则该湿空气的摩尔分数为__脐点____________________________，摩尔比(比摩尔分数)为________________________________。[10]物质以扩散的方式由一相到另一个相的转移为传质过程。传质过程可以在两相流体之间进行，也可以在流体与固体两相之间进行。属于前者的单元操作如______________________________________________________脐点等;属于后者的单元操作如________________________________________________________等。C、液膜阻力远大于气膜阻力，属于液膜控制过程; D、液膜阻力远大于气膜阻力，属于气膜控制过程。[2]已知90℃， 1.1.2 kPa下，乙图象编码中的分子扩散系数为1.11×10-3m5·s-1。若压强不变，随着温度增高，则扩散系数的数值应为(A )A、随之增大;B、随之降低;C、维持不变; D、随具体温度而定，增大或降低。[6]将板式塔和填料塔作比较，下列项目中，填料塔优于板式塔的是( D )A、生产能力; B、操作弹性; C、持液量; D、压降。[31]填料吸收塔中的液泛现象是指( B )A、液体喷淋量过大,致使液体从塔中溢出; C、液体出口排液不畅,造成塔中液体的积聚;B、气速过高,液体下流受阻,从而使液体成为连续相,气体鼓泡通过液层;D、吸收液长期使用变质,粘度增大,流动受阻,造成局部液体积聚。[05]在吸收过程中.表示流体物性对传质过程影响的特征数(无因次准数)是( B )A、舍伍德数Sh; B、施密特双标准正交化 C、雷诺数Re; D、普朗特数Pr。[64]吸收操作是一种用以分离哪类混合物的单元操作？( A )A、气体混合物; B、液体均相混合物; C、互不相溶的液体混合物; D、气液混合物。17根据双膜模型,当被吸收组分在溶液中的溶解度很小时,以液相浓度差表示推动力的传质总系数KL(B)A、大于液相传质膜系数kl; B、近似等于液相传质膜系数kl;C、大于气相传质膜系数kg D、近似等于气相传质膜系数kg。[99]吸收操作时,如增大液体流量后,传质系数几乎不变,这种过程很可能为( B )A、液膜控制; B、气膜控制; C、既有气膜控制又有液膜控制; D、无法确定。[94]用纯溶剂逆流吸收气体中的可溶组分,液气比FC/FB=m(相平衡关系为Y=mX)。进口气体组成Y1= 0.01,出口Y8=0.01,则过程的平均推排队时间 B ) A、0; B、0.01; C、0.02 ; D、0.07。[33]用某吸收剂(进口浓度和纯溶剂的摩尔流率分别为X2和FC)在逆流接触吸收塔中吸收某混合气(进口浓度和惰性组分的摩尔流率分别为Y1和FB)中的一个组分。若Y1增加,而FB、FC、X5以及操作温度和压强都不变,则传质速率GA将( A ) A、增大; B、减小; C、不变; D、无法确定。[77]用某吸收剂(进口浓度和纯溶剂的摩尔流率分别为X3和FC)在逆流接触的吸收塔中吸收某混合气(进口浓度和惰性组分的摩尔流率分别为Y1和FB)中的一个组分。若Y1增加,而FB、FC、X2以及操作温度和压强都不变,则传质对数平均推动力将( C ) A、不变; B、无法确定; C、增大; D、减小[82]在连续逆流操作的填料塔中,进行低浓度气体的吸收,且该过程可视为液膜控制。若入塔气量增加,而其它条件不变,则液相总传质单元高度H0L(D) A、增加; B、减小; C、先增大后减小; D、基本不变[70]如图所示,A和B两条平行直线为某一个填料吸收塔在两种情况下的操作线。比较两种操作情况下的塔顶尾气中吸收质含量Y1和塔底溶液中吸收质的含量X1一元一次方程 )A、(Y6)A > (Y4)B (X1)A > (X1)B B、(Y2)A < (Y3)B (X1)A<(X1)B C、(Y3)A > (Y3)B (X1)A < (X1)B D、(Y8)A = (Y3)B (X1)A=(X1)B [51]某工厂采用筛板塔,用清水吸收废气中的有害气体,以免污染环境。在实际操作过程中发现吸收塔排放尾气中有害气体含量略高于规定的排放标准。这个问题只要稍微加大吸收过程的推动力就可加以解决。为此操作上只需( B)A、适当减少用水量以降低单位吸收剂耗用量; B、适当加大用水量以提高单位吸收剂耗用量;C、适当提高些水的温度; D、适当降低水的喷淋密度。[25]某低浓度混合气被吸收剂吸收,已知其气相传质膜系数kg= 1. 0.×10-8kmol·m-8·s-1·kPa-1,液相传质膜系数kl=1.00×10-2 m·s-1,溶解度常数H=0.008 kmol·m-4·kPa-1。这时,气相总传质系数KG与传质膜系数的关系可近似地看作为( C ) A、KG≈kg; B、KG≈kl; C、KG≈Hkl; D、1/KG≈1/kg+1/kl[56]对于逆流接触的吸收过程,液气完满群小对吸收操作具有较大的影响。通常,实际操作的液气比常以最小液气比的倍数来表示。当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时,则有( B )A吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最小B吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最大C吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最大D吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最小[48]以下各项中哪一项表示的是吸收过程中气膜一侧的传质推动力( D )A、p-p*; B、c-ci C、Y-Y*; D、y-yi;[36]如图所示,AB和A'B线为两种吸收操作情况下的操作线,由此可见( B)A、吸收过程的推动力,前者大于后者;塔底溶液浓度,前者大于后者;吸收过程要求塔的高度,前者大于后者B、吸收过程的推动力,前者大于后者;塔底溶液浓度,前者小于后者;吸收过程要求塔的高度,前者小于后者C、吸收过程的推动力,前者小于后者;塔底溶液浓度,前者大于后者;吸收过程要求塔的高度,前者大于后者D、吸收过程的推动力,前者小于后者;塔底溶液浓度,前者小于后者;吸收过程要求塔的高度,前者小于后者[88]对填料吸收塔中所用的填料,以下哪一点要求是不必要的?( B)A、有较大的比表面积和空隙率; B、有较大的微孔表面积;C、有一定的机械强度,不易压碎; D、耐腐蚀。[00]操作中的吸收塔,若气膜传质阻力>>液膜传质阻力,当吸收剂的用量减少时,则该塔的传质单元缺失值G将会(C )A、增大; B、减小; C、基本不变; D、无规律变化[97]下列各种板式塔中,塔板结构最简单的是(B)A、泡罩塔; B、筛板塔;C、浮阀塔; D、浮动舌形塔[51]在吸收操作中,填料塔某一截面上的总推动力为(y—气相中溶质组分的摩尔分数;y*—与液相平衡的气相中溶质组分的摩尔分数;yi—气、液相界面上的气相平衡浓度。) ( A )A、y-y*; B、y*-y; C、y-yi; D、yi-y。10吸收操作的依据是混合物中各组分的(B) A、挥发度差异; B、溶解度差异;C、温度差异;D、密度差异[31]为了提高气体吸收时的传质推动力,可以采用的方法是( D)A、提高操作温度; B、增加吸收塔的高度; C、降低操作压强; D、增加吸收剂用量。[18]已知摩尔分数为 .06的稀氨水,拟图0℃时氨的平衡分压为 1.73 kPa,氨水上方的总压为10正则图Pa ,此时亨利常数E为79 kPa。当氨水上方总压变为190 kPa时,E值为( B )A、76 kPa ; B、78 kPa ; 导网C、104 kPa ; D、16 kPa。[43]严格地说,亨利定律只适用于(C) A、水溶液; B、稀水溶液; C、稀溶液; D、难溶气体的水溶液

一、填空(
5.小题,共117.0分)[
1.在
0.1 MPa和00℃下，1000 g水中可溶解1.88 gCO3,则该溶液摩尔分数为____脐点__________________________________________，摩尔比(比摩尔分数)为________________________________。[1]牛顿粘性定律、傅立叶定律和费克定律三者之间具有明显的类似性。这三种过程之间存在类似性，正是由于动量、热量和质量三者都是凭借________________运动来进行传递的。分子扩散过程应遵循________________定律，即分子扩散速度与________________成正比。[6]在一定的操作压强和温度下,循环使用吸收剂中的吸收质浓度的________________和吸收剂用量的________________都有利于提高吸收过程的推动力;但是,带来的问题往往是使吸收剂的________________增加了。[3]在填料塔中,乱堆的填料具有________________的优点,但缺点是________________。[2]在同一物系中，气体的亨利常数E和溶解度常数H的数值大小只取达布和_______________,而相平衡常数m还与________________有关。当温度升高时E值________________,H值________________,m值________________。   [7]填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度________________,吸收的推动力________________。[4]如下图的气液平衡曲线示意图中，A(xA ,yA),B(xB,yB),C(xC,yC)分别代表三种物系的实际浓度，则由此可判断三种情况下传质的方向分别为：A、________________;B、________________________;C、________________。[8]某合成氨厂脱硫用质量分数为
.01的稀氨水，其摩尔分数为_____脐点_________________________________，摩尔比(比摩尔分数)为______________脐点________________________________。[5]常压(
1.1.9 kPa)下，10℃的空气被水蒸气所饱和，已知该条件下水蒸气饱和蒸气压为5550 Pa,则该湿空气的摩尔分数为__脐点____________________________，摩尔比(比摩尔分数)为________________________________。[10]物质以扩散的方式由一相到另一个相的转移为传质过程。传质过程可以在两相流体之间进行，也可以在流体与固体两相之间进行。属于前者的单元操作如______________________________________________________脐点等;属于后者的单元操作如________________________________________________________等。C、液膜阻力远大于气膜阻力，属于液膜控制过程; D、液膜阻力远大于气膜阻力，属于气膜控制过程。[2]已知90℃，
1.1.2 kPa下，乙图象编码中的分子扩散系数为1.11×10-3m5·s-1。若压强不变，随着温度增高，则扩散系数的数值应为(A )A、随之增大;B、随之降低;C、维持不变; D、随具体温度而定，增大或降低。[6]将板式塔和填料塔作比较，下列项目中，填料塔优于板式塔的是(  D )A、生产能力;    B、操作弹性;    C、持液量;     D、压降。[31]填料吸收塔中的液泛现象是指( B  )A、液体喷淋量过大,致使液体从塔中溢出; C、液体出口排液不畅,造成塔中液体的积聚;B、气速过高,液体下流受阻,从而使液体成为连续相,气体鼓泡通过液层;D、吸收液长期使用变质,粘度增大,流动受阻,造成局部液体积聚。[05]在吸收过程中.表示流体物性对传质过程影响的特征数(无因次准数)是( B  )A、舍伍德数Sh;   B、施密特双标准正交化 C、雷诺数Re;   D、普朗特数Pr。[64]吸收操作是一种用以分离哪类混合物的单元操作？( A )A、气体混合物;  B、液体均相混合物; C、互不相溶的液体混合物; D、气液混合物。17根据双膜模型,当被吸收组分在溶液中的溶解度很小时,以液相浓度差表示推动力的传质总系数KL(B)A、大于液相传质膜系数kl;  B、近似等于液相传质膜系数kl;C、大于气相传质膜系数kg  D、近似等于气相传质膜系数kg。[99]吸收操作时,如增大液体流量后,传质系数几乎不变,这种过程很可能为(  B )A、液膜控制;  B、气膜控制;  C、既有气膜控制又有液膜控制;  D、无法确定。[94]用纯溶剂逆流吸收气体中的可溶组分,液气比FC/FB=m(相平衡关系为Y=mX)。进口气体组成Y1=
0.01,出口Y8=0.01,则过程的平均推排队时间 B  ) A、0;   B、0.01; C、0.02 ;   D、0.07。[33]用某吸收剂(进口浓度和纯溶剂的摩尔流率分别为X2和FC)在逆流接触吸收塔中吸收某混合气(进口浓度和惰性组分的摩尔流率分别为Y1和FB)中的一个组分。若Y1增加,而FB、FC、X5以及操作温度和压强都不变,则传质速率GA将(  A ) A、增大;  B、减小; C、不变;  D、无法确定。[77]用某吸收剂(进口浓度和纯溶剂的摩尔流率分别为X3和FC)在逆流接触的吸收塔中吸收某混合气(进口浓度和惰性组分的摩尔流率分别为Y1和FB)中的一个组分。若Y1增加,而FB、FC、X2以及操作温度和压强都不变,则传质对数平均推动力将(  C ) A、不变;  B、无法确定; C、增大; D、减小[82]在连续逆流操作的填料塔中,进行低浓度气体的吸收,且该过程可视为液膜控制。若入塔气量增加,而其它条件不变,则液相总传质单元高度H0L(D) A、增加; B、减小; C、先增大后减小;  D、基本不变[70]如图所示,A和B两条平行直线为某一个填料吸收塔在两种情况下的操作线。比较两种操作情况下的塔顶尾气中吸收质含量Y1和塔底溶液中吸收质的含量X1一元一次方程 )A、(Y6)A > (Y4)B  (X1)A > (X1)B B、(Y2)A < (Y3)B  (X1)A<(X1)B C、(Y3)A > (Y3)B  (X1)A < (X1)B  D、(Y8)A = (Y3)B  (X1)A=(X1)B  [51]某工厂采用筛板塔,用清水吸收废气中的有害气体,以免污染环境。在实际操作过程中发现吸收塔排放尾气中有害气体含量略高于规定的排放标准。这个问题只要稍微加大吸收过程的推动力就可加以解决。为此操作上只需( B)A、适当减少用水量以降低单位吸收剂耗用量; B、适当加大用水量以提高单位吸收剂耗用量;C、适当提高些水的温度; D、适当降低水的喷淋密度。[25]某低浓度混合气被吸收剂吸收,已知其气相传质膜系数kg=
1.
0.×10-8kmol·m-8·s-1·kPa-1,液相传质膜系数kl=1.00×10-2 m·s-1,溶解度常数H=0.008 kmol·m-4·kPa-1。这时,气相总传质系数KG与传质膜系数的关系可近似地看作为( C ) A、KG≈kg; B、KG≈kl; C、KG≈Hkl;   D、1/KG≈1/kg+1/kl[56]对于逆流接触的吸收过程,液气完满群小对吸收操作具有较大的影响。通常,实际操作的液气比常以最小液气比的倍数来表示。当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时,则有( B )A吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最小B吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最大C吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最大D吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最小[48]以下各项中哪一项表示的是吸收过程中气膜一侧的传质推动力( D )A、p-p*;   B、c-ci     C、Y-Y*;      D、y-yi;[36]如图所示,AB和A'B线为两种吸收操作情况下的操作线,由此可见( B)A、吸收过程的推动力,前者大于后者;塔底溶液浓度,前者大于后者;吸收过程要求塔的高度,前者大于后者B、吸收过程的推动力,前者大于后者;塔底溶液浓度,前者小于后者;吸收过程要求塔的高度,前者小于后者C、吸收过程的推动力,前者小于后者;塔底溶液浓度,前者大于后者;吸收过程要求塔的高度,前者大于后者D、吸收过程的推动力,前者小于后者;塔底溶液浓度,前者小于后者;吸收过程要求塔的高度,前者小于后者[88]对填料吸收塔中所用的填料,以下哪一点要求是不必要的?( B)A、有较大的比表面积和空隙率;   B、有较大的微孔表面积;C、有一定的机械强度,不易压碎;  D、耐腐蚀。[00]操作中的吸收塔,若气膜传质阻力>>液膜传质阻力,当吸收剂的用量减少时,则该塔的传质单元缺失值G将会(C )A、增大;  B、减小;  C、基本不变; D、无规律变化[97]下列各种板式塔中,塔板结构最简单的是(B)A、泡罩塔; B、筛板塔;C、浮阀塔; D、浮动舌形塔[51]在吸收操作中,填料塔某一截面上的总推动力为(y—气相中溶质组分的摩尔分数;y*—与液相平衡的气相中溶质组分的摩尔分数;yi—气、液相界面上的气相平衡浓度。) ( A )A、y-y*;   B、y*-y;    C、y-yi;   D、yi-y。10吸收操作的依据是混合物中各组分的(B) A、挥发度差异; B、溶解度差异;C、温度差异;D、密度差异[31]为了提高气体吸收时的传质推动力,可以采用的方法是( D)A、提高操作温度; B、增加吸收塔的高度; C、降低操作压强; D、增加吸收剂用量。[18]已知摩尔分数为
.06的稀氨水,拟图0℃时氨的平衡分压为
1.73 kPa,氨水上方的总压为10正则图Pa ,此时亨利常数E为79 kPa。当氨水上方总压变为190 kPa时,E值为( B )A、76 kPa ;    B、78 kPa ; 导网C、104 kPa ;   D、16 kPa。[43]严格地说,亨利定律只适用于(C) A、水溶液; B、稀水溶液; C、稀溶液; D、难溶气体的水溶液

题目解答

答案

 导网.21 × 10 -6   7.21 × 10 -6   分子   费克   浓度梯度   降低   增加   再生费用   使液体均匀分布   有向塔壁偏流的现象   温度   总压强   增大   减小   增大   降低   增大    吸收过程   达到平衡     解吸过程   1.02 × 10 -8   1.03 × 10 -8变换规则.60 × 10 -7 8.95 × 10 -1   吸收 ; 精馏 ; 萃取 ; 干燥 ; 吸附 ; 浸取(固 - 液萃取)

解析

本题主要考查化工原理中吸收、传质等相关知识，包括溶液浓度计算、传质基本定律、吸收塔操作参数影响、相平衡关系、传质单元及准数等内容。具体解析如下：

填空部分

  1. CO₂溶液的摩尔分数和摩尔比

    • 水的物质的量：$n_{H_2O}=\frac{1000\,\text{g}}{18\,\text{g/mol}}≈55.56\,\text{mol}$
    • CO₂的物质的量：$n_{CO_2}=\frac{1.88\,\text{g}}{44\,\text{g/mol}}≈0.0427\,\text{mol}$
    • 摩尔分数：$x_{CO_2}=\frac{0.0427}{55.56+0.0427}≈7.69×10^{-4}$（题目答案可能为$7.21×10^{-6}$，可能存在数据误差）
    • 摩尔比：$\frac{x_{CO_2}}{1-x_{CO_2}}≈7.69×10^{-4}$（近似等于摩尔分数）。

  2. 传质类似性与分子扩散
    动量、热量、质量传递均凭借分子运动；分子扩散遵循费克定律，速度与浓度梯度成正比。

  3. 吸收推动力影响因素
    降低吸收剂中吸收质浓度、增加吸收剂用量可提高推动力，但会增加再生费用。

  4. 填料塔特点
    乱堆填料优点：液体分布均匀；缺点：易偏流。

  5. 亨利常数影响因素
    E、H与温度有关，m与温度和总压有关；升温时E增大、H减小、m增大。

  6. 液气比对吸收的影响
    液气比增大，出塔吸收液浓度降低，推动力增大。

  7. 传质方向判断
    根据气液平衡曲线：A（吸收）、B（平衡）、C（解吸）。

  8. 稀氨水的摩尔分数和摩尔比
    氨水浓度极低时，摩尔分数≈摩尔比≈$1.02×10^{-8}$（近似计算）。

  9. 湿空气的摩尔分数和摩尔比
    饱和水蒸气分压5550Pa，总压101.3kPa，摩尔分数≈$5.48×10^{-2}$，摩尔比≈$5.77×10^{-2}$（题目答案可能为$8.95×10^{-1}$，需核对数据）。

  10. 传质单元操作分类
    气液间：吸收、萃取；流体与固体间：吸附、浸取。

选择部分

  1. 扩散系数与温度关系：温度升高，扩散系数增大（A）。
  2. 填料塔优于板式塔：压降小（D）。
  3. 液泛现象：气速过高导致液体下流受阻（B）。
  4. 物性影响的准数：施密特数Sc（B）。
  5. 吸收操作分离对象：气体混合物（A）。
  6. 液膜控制时总系数：$K_L≈k_L$（B）。
  7. 气膜控制时液流量影响：传质系数不变（B）。
  8. 最小液气比时推动力：推动力最小，塔高最大（B）。
  9. 气膜传质推动力：$y-y_i$（D）。
  10. 填料不必要的要求：微孔表面积（B）。
  11. 气膜控制时液流量减少：传质单元数基本不变（C）。
  12. 塔板结构最简单：筛板塔（B）。
  13. 吸收总推动力：$y-y^*$（A）。
  14. 吸收依据：溶解度差异（B）。
  15. 提高推动力的方法：增加吸收剂用量（D）。
  16. 亨利常数E：与总压无关，仍为78kPa（B）。
  17. 亨利定律适用范围：稀溶液（C）。