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华东理工大学分离工程期末复习题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.在多组分混合物的精馏过程中，对于沸点差异较小的物系，采用（）分离效果最好。

A.简单蒸馏

B.平衡蒸馏

C.精馏

D.闪蒸

2.对于气液传质过程，以下说法错误的是（）。

A.吸收过程是利用溶解度差异进行分离

B.解吸过程是吸收过程的逆过程

C.填料塔的效率主要取决于填料的比表面积和润湿性能

D.气膜控制型传质过程，气相浓度差是限制因素

3.萃取过程的核心是（）。

A.混合物的汽化

B.混合物在两种不互溶（或微溶）溶剂中的分配

C.混合物的冷凝

D.溶质的化学变化

4.下列分离方法中，属于物理分离方法的是（）。

A.离子交换

B.电渗析

C.反渗透

D.吸附

5.吸附分离过程主要利用了物质在吸附剂表面的（）。

A.沸点差异

B.分子大小差异

C.极性或化学性质差异

D.密度差异

6.影响膜分离过程通量的主要因素不包括（）。

A.膜的材质和结构

B.操作压力

C.溶质的极性

D.膜的面积

7.下列关于结晶过程的描述，错误的是（）。

A.结晶是溶质从溶液、熔融物或蒸气中析出形成晶体的过程

B.结晶过程通常伴随着热效应

C.结晶产物纯度总是比原料高

D.结晶过程是一个简单的物理变化过程

8.在吸收塔设计中，增加塔高或填料层厚度，主要目的是（）。

A.提高塔径

B.增大传质面积

C.减少压降

D.降低操作温度

9.对于理想物系的连续精馏塔，当回流比（R）小于最小回流比（Rmin）时（）。

A.操作线位于Q线之上

B.不能获得指定的分离产品

C.塔顶产品纯度低于指定值

D.塔底产品纯度低于指定值

10.下列分离方法中，通常不适用于分离沸点相近的液体混合物的是（）。

A.精馏

B.萃取

C.吸附

D.闪蒸

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）

1.理想精馏塔在最小回流比操作时，操作线方程与___线重合。

2.传质单元高度（HETP）是衡量___性能的重要指标。

3.吸附剂失去吸附能力的过程称为___。

4.膜分离过程根据膜的作用机理不同，可分为___、反渗透、气体分离等。

5.影响固体溶解度的因素主要有温度、压力和___。

6.在萃取过程中，若溶剂与萃取相不互溶，则分配系数K等于___与___之比。

7.简单蒸馏适用于分离___或___的液体混合物。

8.影响气体溶解度的主要因素有温度、压力和溶质、溶剂的___。

9.恒沸物是沸点随组成变化，且在___点具有相同组成的混合物。

10.吸附过程的驱动力是吸附剂与吸附质分子间的作用力。

三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述精馏操作过程中，塔顶温度和塔底温度是如何变化的？为什么？

2.简述影响吸收过程速率的主要因素。

3.与蒸馏相比，萃取分离方法的主要优点是什么？

4.简述吸附分离过程的基本原理及其主要应用领域。

四、计算题（每题15分，共60分。请列出必要的计算公式、过程和结果）

1.某二元理想混合物，其组成x1=0.6（摩尔分率），在常压下泡点为80℃。若将此混合物进行简单蒸馏，馏出液组成为x1=0.9，试求：（1）塔顶蒸汽的组成x1s；（2）塔底残留液的组成x1w；（3）若原料液量为100kmol，理论上可得到多少千克的馏出液？（假设混合物遵循理想溶液的汽液平衡关系，汽液相摩尔比等于1）

2.在常压填料塔中，用纯溶剂S吸收混合气中的溶质A。已知气相入口浓度为y1=0.1（摩尔分率），出口浓度为y2=0.02。塔顶采用全凝器，塔底采用再沸器。操作条件下的气液平衡关系为y=1.5x（x为液相中A的摩尔分率）。若要求溶质A的回收率为90%，试计算：（1）气相总传质单元数（NT）；（2）若塔高为4米，则传质单元高度（HETP）为多少？

3.某水溶液中溶质B的质量分数为5%，拟用一种有机萃取剂E（与水不互溶）进行萃取。在操作温度下，该系统的平衡数据如下表所示（以质量分数表示）：

|溶质B在有机相中的质量分数(x)|溶质B在水相中的质量分