第一部分 概念题示例与分析
一、填空题
5-1在液相中，若温度提高1倍，粘度不变，则扩散系数_______。 答案： 增大1倍 分析：由D?DT0(T)(?0)可知。 0?5-2 操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则
吸收效果 ; ________. 答案：达不到要求
分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。
5-3 脱吸因数s的表达式为______, 在Y-X坐标系下的几何意义是_____。答案： s?mVL;平衡线斜率与操作线率之比
5-4 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，则操
作线将_______平衡线，传质推动力将_____, 若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将____。
答案：靠近；减小；无穷大
5-5 对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数s>1时，若塔高为无穷大，则气液两相将于塔____达到平衡。答案：底
分析：因平衡线的斜率大于操作线的斜率，故操作线无限延长（塔高无限大）时，将 在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡。
5-6 根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在______，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将______ 。答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大
5-7s1,s2,s3是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知s1?s2?s3，且
吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_______。答案：第3种最
大，第2种次之，第1种最小
分析：操作条件相同，VL相同，由s?mVL可知当 s1?s2?s3 有 m1?m2?m3 而m值愈大，表明气体溶解度愈小。
5-8 压力____,温度_____,将有利于吸收的进行。答案：增大；下降 分析：由m?EP,说明m是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则E值下降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。
5-9 难溶气体属______控制，主要传质阻力集中于_______側。答案：液膜；液膜 5-10 双膜理论的基本假设是：
（1）______; (2)_________; (3)_________。
答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。
5-11等分子反向扩散适合于描述 _____ 过程中的传质速率关系。一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述 过程中的传质速率关系。答案:精馏,吸收和脱吸.
5-12欲得到一定浓度的溶液，对易溶气体所需的分压_____,而对难溶气体所需的分压则_____。
答案：较低，很高
分析：由亨利定律
P?Ex
难溶气体的E值很大，故需要的分压高，而易溶气体的E值很小,故需要的分压低. 5-13 在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面1________,2________,3________,4_______。
答案：溶解度，选择性；挥发性；粘性
5-14 漂流因数反映______,当漂流因数大于1时表明________。
答案：总体流动对传质速率的影响；由于有总体流动而使传递速率较之单纯分子扩散
速率要大一些。
5-15物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_______的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_______的无规则运动.
答案：分子；质点
5-16 对流传质是指发生在运动着的流体与_______之间的传质过程。 答案：相界面 5-17 3种具有代表性的传质理论是：1________, 2________ 3_______-。 答案：双膜理论；溶质渗透理论；表面更新理论。
Y1?Y2* 5-23 在气液进口浓度给定的情况下，参数 值的大小反映＿＿＿.在气液进口
Y2?Y2* 浓度及吸收率已知的条件下,参数S值的大小反映 答案：溶质吸收率的高低；吸收推动力的大小
5-24 对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是 , 对数平均推动力法的适用条件是 ，梯级图解法的适用条件是__________,图解积 5-18 吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_____与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的______。反之，如果操作线位于平衡线______，则应进行脱吸过程。
答案：高于；上方，下方。
5-19 当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将______，其结果是使出塔吸收液的浓度______，而吸收推动力相应_______。
答案：变小；变大；变小
分析：由题意知V、y1、y2已经确定，减少L用量意味着液气比减小，因低浓度端
已固定，故操作线斜率变小且向平衡线靠近，使传质推动力变小。又由物料衡算：
V(y1?y2)?L(x1?x2)?常数 可知当x2一定时，L减小，x1必增大。
5-20 一般情况下取吸收剂用量为最小用量的 ______倍是比较适宜的. 答案 ：1.1-2.0
5-21填料层高度的计算将要涉及_______、 _________与_______这3种关系式的应用。 答案：物料衡算；传质速率；相平衡
5-22传质单元数NOG及NOL反映 ________。HOG及HOL则与设备的型式、设备中的操作条件有关, 表示______,是吸收设备性能高低的反映。 答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需的填料层高度
分法的适用条件是 。
答案：操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线弯 曲程度不大；各种情况
5-25 总的来说，由于化学反应消耗了进入液相中的溶质，使溶质的有效溶解度 而平衡分压 ，使吸收过程的推动力 。若溶质组分进入液相后立 即反应被消耗掉，则界面上的溶质分压为 ，吸收过程可按 膜控制的物 理吸收计算。
答案：增大；降低；增大；零；气膜
5-26 克列姆塞尔方程的最简形式为 。 答案：ANT??Y1???X?Y2??1??X??2?
? 5-27 对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓度增加时,其相平衡常数m
将 ．
答案：增大 分析：由亨利定律 y?mx?mcAc 式中 c 溶质的浓度，kmolm3A；
c 溶液总浓度，kmolm3；
由题知y，cA不变，c增加，故m必增大。 5-28 当填料层高度等于传质单元高度
X2 Y1 Y1 Y
HOG时，则该段填料层的传质
单元数NOG= ，进出该填料段的气体摩分数之差等于 。
答案：1；该段用气相摩分数表示的平均推动力
Y2
Y2
Y5-29对逆流吸收系统，若脱吸收因数s=1，则气相总传质单元数NOG将 理论板数NT。若脱吸因数s＞１，则NOG将 NT。
答案 ：等于；小于 分析 ：由
NTs?1N?可知 s?1时,NOG?NT OGlnss?1时,NOG?NT s?1时,NOG?NT
5-30 生产中常见的脱吸方法有______,________和__________。 答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压
5-31 用清水在填料塔中逆流吸收空气的氨，已知气体入塔浓度为
Y1?5%(摩尔)，平衡关系Y=0.75X，填料层高为无穷大。试问：
5-32 在X—Y图上示意绘出两塔操作线
（1）当液气流量之比为1 时，出塔气相组成 Y2= ，吸收率
?A=
％；
（２）当液气流量之比为0.7时，出塔气相组成Y2? ，吸收率?A=
％。
Y3 Y=f(x) Y1 Y3 X1 X3 0 X2 X1 X3 X 图5-1 5-32 附图 答案：（1）0， 100%； （2）0。0031，94% 分析：（1）当LV?1时 s?mVL?0.751?0.75?1 操作线在低浓度端已平衡线相交，即两相在塔顶达到平衡，故有 X?2=0，Y2 =0 ?所以 ?Y1?Y2A?Y?100%
1（2）LV?0.7,s?mV0.75L?0.7?1.07>1 说明操作线在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡，故有 X*i?Y10.05m?0.75?0.067 由 V（Y*1?Y2)?L(X1?X2)
Y2?Y1?LVX?1?0.05?0.7?0.067?0.0031 所以 ?Y1?Y20.05?0.0031A?Y?05?94%
10.5-33
低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，而不改变
其他条件，
则此塔的气相总传质单元数NOG将 ， 气体出口浓度Y2将 。 答案：增大；下降
分析：难浓气体的吸收过程为液膜阻力控制，主要阻力在液相，即
11mmK??k? YkYxkx当增加液体量，可增大液膜传质系数，有效降低液膜阻力mk，故总阻力
1xkY下降。 所以 HOG?VK?将变小 而Z不变，故NOG将增大。 Ya因s?mv随L的增加而下降。由S， NY1?mX2LOG，Y关系可知2?mX2Y1?mX2Y?mX
22将增加，故Y2必下降。
5-34 化学吸收的历程为溶质 ， ， ， 4个步骤 构成。
答案：在气相中扩散到液面；溶解进入液相；在液相中扩散；在液相中反应。
5-35 在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。
已知 平衡关系为Y=2X，操作液气比
LV?2，入塔气中含0.007（摩尔分数，下同），出塔
液相浓度为0.003, 则气相总传质单元NOG? 。若将填料塔改为板式塔，则理论板数NT= 。 答案：６；６ 分析：由物料衡算求Y2
V?Y??1?Y2??L???X1?X2???。
XL2?0
V?2 Y1?0.007 所以 YL2?Y1?VX2?0.007?2?0.003?0.001 由于s?mVL?1,可知平衡线与操作线相互平行，二线间垂直距离处处相等，故用对数平均推动力法求NOG。
?Ym??Y2?Y2?mX2?Y2
N2OG?Y1?Y?Y?Y1?Y2=0.007?0.001?6 mY20.001当s?1时，有 NT?NOG?6
二、单项题
5—36 气相压力一定，温度提高1倍，组分在气相中的扩散系数 ；若温度不变，压力增加1倍，则扩散系数
A. 增大1； C. 约原来的23/2倍；
B. 减少1倍； D. 不变；
答案：C；B
分析：由马克斯韦尔—吉利兰公式有 D?Do(poT3/2p)(T) o5—37 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，反。由费克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于则吸收率将 ；又当用清水作吸收剂时，其他操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将 。
A. 增大： C. 不变； B. 降低； D. 不确定；
答案A：C
分析: 第一问因为吸收剂入塔浓度下降,使塔内传质推动力增大,传质效果提高,从而使气体出塔浓度下降,吸收率增大.
第二问因为Z、HOG不变,可知NOG也不变 由
N1OG?1?sIn???(1?s)y1?mx2?1?1?s?y?s?=In??s? 2?mx2?1?s?1??A?及 s?mVL不变 可知 ?A不变 5-38对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数E将____,相平衡常数m将____,溶解度系数H将___.
A. 增加； C. 不变； B. 降低； D. 不确定 答案：C；B；C
分析：因为低压下E仅是温度的涵数，及 m=Ep H??sEMs
可是总压增加E、H不变，m下降。
5-39 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，JA 及NA分别表示在传质方向上某
截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1时，
JA____ JB；NA____NB
A:大于； B: 小于；
C:等于; D．不确定 答案： C；A 分析：因为是双组分气体，所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相
1，说明产出了主体流动，结果增大了A的传递速率。这里按习惯B为惰性组分。 5-40 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则： 气相总传质单元高度HOG将_____；气相总传质单元数NOG将_____; 出塔气相组成Y2将_____； 出塔液相组成X1将____；溶质回收率将____；
Ａ.增加；Ｂ.减小；Ｃ.不变；Ｄ.不确定 答案：Ａ；Ｂ；Ａ；Ａ；Ｂ 分析：由HOG?VK 可知HOG随Ｖ的增加而增大；
Ya? 由 Z?HOGNOG不变，可知NOG下降。 由 s?mVL及NY1?mX2OG、ｓ、Y?mX关系图，可知ｓ增加和NOG下降均使 22Y1?mX2Y下降，故Y2必增大，使回收率减小。
2?mX2由HOL?L1KXa?，因为
K随V的增加而下降，可知HOL将下降，从而使NOL增 X加。又因为N1?mX2OG、s、
Y之间的关系与NY?mX2OL、A、1Y之间的关系规律完全
2?mX2Y1?mX1相同，故可将NY1?mX2Y?mXOG、s、
Y关系图用于N、A、12OLY关系，所以当A下降，
2?mX21?mX1N?mX2OL增大时，
Y1Y将增大，故X1必增加。
1?mX25-41 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入塔液体组成X2,则：气相总传质单元高度HOG将______; 气相总传质单元数NOG将______;气相出塔组成Y2将