“化工原理”第9章《吸收》复习题

《化工原理（下）》第九章“吸收”复习题（适用于化环系0703、0704班；2009-09-01）一、填空题1.（3分）20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标m3)/m3(H2O),此时液相浓度C=________kmol/m3.液相摩尔分率x=_________.比摩尔分率X=__________.***答案***0.03920.0007050.0007062.（2分）在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y=________,比摩尔分率Y=_______.***答案***0.0916;0.1013.（2分）用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=______.***答案***y=mx;0.8944.（3分）用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______.***答案***p=Ex;680mmHg;0.8945.（2分）用气相浓度△p为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为________________,以总传质系数表达的传质速率方程为___________________.***答案***NA=kG(p-pi)NA=KG(p-pL*)6.（2分）用液相浓度△C为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为.***答案***NA=kL(Ci-CL)NA=KL(CG*-CL)7.（2分）用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为.***答案***NA=ky(y-yi);NA=Ky(y-y*)8.（2分）用液相浓度△x为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为.***答案***NA=kx(xI-x)NA=Kx(x*-x)9.（2分）用气相浓度△Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为.***答案***NA=kY(Y-Yi);NA=KY(Y-Y*)10.（2分）用△y,△x为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数Ky与分系数ky、kx的关系式为_________________,Kx与ky、kx的关系式为__________________.***答案***1/Ky=1/ky+m/kx;1/Kx=1/(m.ky)+1/kx11.（2分）用△Y,△X为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数KY与分系数kY、,kX的关系式为_________________,KX与kY,kX的关系式为__________________.***答案***1/KY=1/kY+m/kX;1/KX=1/(m.kY)+1/kX12.（2分）用△p,△C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数KG与分系数kG、、、kL的关系式为_________________,KL与kG、、、kL的关系式为________________.***答案***1/KG=1/kG+1/H.kL;1/KL=H/kG+1/kL13.（2分）用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y1=0.06,要求出塔气体浓度y2=0.008,则最小液气比为________.***答案***1.73314.（4分）某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0015时,x1=_____,x2=____,L/G=____,气相传质单元数NOG=_______.***答案***0.01685;0.0001429;3.5;7.1215.（3分）吸收过程主要用于三个方面:__________,___________,_________.***答案***制备产品;分离气体混合物;除去气体中的有害组分16.（3分）填料的种类很多，主要有________,_________,_________,_________,_________，____________.***答案***拉西环;鲍尔环;矩鞍环;阶梯环;波纹填料;丝网填料.17.（2分）质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。***答案***吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。18.（3分）吸收是指＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿的过程。***答案***用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。19.（3分）指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂.(1)用水吸收HCl生产盐酸,H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2)用98.3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。***答案***（1）吸收剂，吸收质。（2）吸收质，吸收剂。（3）吸收剂，吸收质。20.（2分）吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。***答案***物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。21.（2分）气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：(1)若pG〉pL*或CG*〉CL则属于＿＿过程(2)若pL*〉pG或CL〉CG*则属于＿＿过程***答案***（1）解吸；（2）吸收。22.（2分）扩散速率的费克定律公式是＿＿＿＿＿＿，式中每项的物理意义___________。***答案***JA=-DdcA/dz,JA组分A的扩散通量kmol/(m2s)；D扩散系数m2/s,dcA/dz组分的浓度梯度kmol/m423.（2分）吸收速度取决于＿＿＿＿＿＿＿，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以＿＿＿＿来增大吸收速率。**答案***双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。24.（2分）影响扩散系数D值的大小的因素有。***答案***扩散组分的性质及介质、温度、压力、浓度。25.（2分）总吸收速率方程式中KY是以＿＿＿为气相摩尔比差为传质推动力的气相总传质系数；而KX是以＿＿＿＿为液相摩尔比差为传质推动力的液相总传质系数。***答案***Y－Y*X*－X26.（2分）填料选择的原则是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___.***答案***表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。27.（5分）气相中：温度升高则物质的扩散系数＿＿＿＿压强升高则物质的扩散系数＿＿＿.在液相中：液相粘度增加则物质的扩散系数＿＿＿＿。易溶气体溶液上方的分压＿＿＿，难溶气体溶液上方的分压＿__＿＿，只要组分在气相中的分压＿＿＿液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的＿＿＿＿为止。***答案***↑;↓;↓;小;大;大于;平衡28.（4分）由于吸收过程气相中的溶质分压总＿＿＿＿液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的＿＿＿＿。增加吸收剂用量，操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）＿＿＿＿。***答案***大于上方增大远离增大29.（2分）图所示为同一温度下A.B.C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是＿＿＿＿＿＿；同一平衡分压下，它们的液相平衡浓度大小顺序是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***C＞B＞A；在同一平衡分压下CC＞CB＞CA30.（3分）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。***答案***不变；减少；不变31.（4分）在常压下，测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56kmol/m3，此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02，则此物系的相平衡常数m=＿＿＿＿＿。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m=＿＿＿＿＿，若测得总压值为2atm，则此时的亨利系数E=＿＿＿＿＿atm,而溶解度系数H≈＿＿＿＿＿kmol/(m3.atm)。***答案***2.0；1.0；4.0atm；14kmol/(m3.atm)32.（2分）在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将＿＿＿＿，操作线将＿＿＿平衡线。***答案***减少；靠近；33.（2分）当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将＿＿＿，在液相中的分子扩散系数将＿＿＿＿。***答案***增加；增加34.（2分）对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将＿＿＿＿＿，NOG将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。***答案***不变；增加35.（2分）某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y1=8％（体积），平衡关系Y=2X。试问:⑴.若液气比（摩尔比，下同）为2.5时，吸收率=______％⑵.若液气比为1.5时，吸收率=________％***答案***100％；75％36.（5分）吸收塔底部的排液管成U形，目的是起＿＿＿＿作用，以防止＿＿＿＿＿____＿＿。操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果＿＿＿＿＿＿＿；若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率＿＿＿＿＿＿出口气体浓度＿＿＿＿＿＿＿。***答案***液封作用;空气倒灌和塔内气体跑出;吸收效果达不到要求;吸收率增大，出口气体浓度降低37.（3分）计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。***答案***平衡线、操作线、传质系数。或者平衡关系、物料衡算、传质速率。38.（2分）溶解度很大的气体，吸收时属于＿＿＿＿控制，强化吸收的手段是＿＿＿＿＿。***答案***气膜，增大气相侧的传质分系数或气流湍动程度。39.（2分）吸收操作中，对吸收剂的要求有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿__＿__________＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***溶解度大、选择性好、腐蚀性小、挥发度小。40.（2分）当平衡线在所涉及的气液范围内斜率为m的直线时，则1/KG＝1/kG＋＿＿＿＿。若为气膜控制，则KG＝＿＿。***答案***m/kL；kG41.（2分）某低浓度气体吸收过程，已知m＝1，气膜体积传质分系数kya＝2×10-4kmol.m3.s，液膜体积传质分系kxa＝0.4kmol/(m3.s)。则该吸收过程为＿_＿膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为＿＿＿。***答案***气；99.95％≈100％42.（2分）填料吸收塔正常操作时,气相为＿＿＿＿相；液相为＿＿＿＿相；而当出现液泛现象时，则气相为＿＿＿＿相，液相为＿＿＿＿相。**答案**连续；分散；分散；连续。43.（2分）某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用＿＿＿＿＿＿常数表示，而操作线的斜率可用＿＿＿＿表示。***答案***相平衡；液气比44.（2分）双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的________和________之中。***答案***气膜、液膜45（2分）对于气膜控制的吸收过程，如要提高其过程速率，应特别注意减少_______阻力。***答案***气膜46.（2分）一般吸收塔中常采用逆流操作，其目的是_______________________________________。***答案***使两相传质平均推动力大，从而可减小设备尺寸；提高吸收效率和吸收剂使用率。47.（2分）传质的基本方式有：__________和_________。***答案***分子扩散，涡流扩散48.（2分）填料塔的喷淋密度是指____________