2018年北京科技大学化学与生物工程学院819化工原理概论之化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、填空题
1． 当相平衡常数m 很小时，溶质的溶解度_____，液膜传质阻力_____，此时,
_____, 称为_____。
气膜控制
【答案】很大；很小；
与气膜传质阻力
相比
2． 请写出三种液液萃取的工业设备名称:_____、_____、_____。
【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
3． 液液精馏操作过程中进料状态参数q 的定义是:_____，其物理意义是:_____ （4）饱和蒸汽进料_____; （5）过热蒸汽进料_____。
【答案】参数g 的定义:物理意义:每1
进料，提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。
【解析】从热量角度，q 值表示将lmol 进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。
4． 某二元混合物，进料量为100kmol/h，进料组成组成
【答案】63.2
, 在五种不同
进料状态下的q 值为:（1）冷液进料_____; （2）泡点液体进料_____; （3）气液混合物进料_____;
（摩尔分数，下同），要求塔顶得到
不小于0.95的产品，则塔顶馏出液的最大流量为_____kmol/h。
二、简答题
5． 何谓多效蒸发？试举例说明。
【答案】多效蒸发是一种提高生蒸汽利用率的蒸发方式，它是将第一效蒸发器产生的二次蒸汽入第二效蒸发器作为加热蒸汽，再将第二效的二次蒸汽引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝。如NaOH 溶液的蒸发采用并、逆流相结合的2-3效蒸发工艺。
6． 简述化工生产中进行蒸发操作的目的。
【答案】（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；
（2）脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；
（3）脱除杂质。
7． 何谓再结晶现象？
【答案】由于表面能的原因，小晶体溶解与大晶体成长会同时发生，这一现象称为再结晶现象。
三、计算题
8． 丙酮（A ）-水（B ）系统在加入溶剂三氯乙烷（S ）25°C 下的溶解度曲线如图所示。
（1）若使50kg 丙酮与50kg 水混合，应加入多少三氯乙烷才可得到含三氯乙烷32%（质量分数）的混合液M? 确定M 中丙酮、水的含量。
（2）若萃余液R 的组成为:丙酮27.5%、水71.5%、三氯乙烷1%, 求与之平衡的萃取液E 的组成以及此状况下的分配系数
（3）在50kg 丙酮与50kg 水的混合液中，至少加入多少三氯乙烷才会使该混合液分层？
图
【答案】（1）依据混合液组成50kg 丙酮和50kg 水在附图中确定F , 连接后，混合液组成在乙烷32%。
根据杠杆定律可求三氯乙焼在混合液中的质量
（2）根据萃余液R 的组成在溶解度曲线上确定R 点，连接
并延长与溶解度曲线交于E , E
为
点为萃取液组成点，从图读得E 点组成:丙酮39%，水2.4%, 三氯乙烷58.6%, 则分配系数
（3）在50kg 丙酮和50蛣水的混合液（F ）中加入三氯乙烷（S ）, 混合液组成祀根据杠杆定律，N 点中S 的量为
加入三氯乙烷（S ）
坐
连线上。要求三组分混合液组成含32%（质量分数）的三氯乙烷，在
标轴上找到0.32（D 点），从D 点作垂线交于M , 由图读得M 点组成:丙酮34%, 水34%, 三氯
连线变化，
当加入的三氯乙烷的量刚好使M 点与溶解度曲线左侧的交点N 相重合，此时混合液恰好开始分层。
9． 某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液，其精馏段和提馏段的操作线方程分别为:
试求:
（1）此塔的操作回流比； （2）料液量为100kmol/h、组成（3）q 值。
【答案】（1）此塔的操作回流比R , 根据精馏段操作线方程
解得:R=1.703
（2）塔顶馏出液量D ，由精馏段操作线方程有
得
联立提馏段操作线方程
与直线y=x解得
根据
代入相关数据有
解得（3）q 值
联立精馏段和提馏段的操作线方程
解得所以q 线过点
又知q 线过点
所以q 线斜率为
解得
q=0.652
可知
时，塔顶馏出液量；