第五章 吸收《化工单元操作》（化工版）单元过关卷 山东省（原卷版+解析版）

中职专业课章节过关卷 职教 》 《化工单元操作》 (化工版) 第五章吸收 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本题共25道小题，每题2分，共50分) 1.在工业上，吸收主要应用于混合气的净化、有用组分的回收、某些产品的制取以及() A固体物料的分离 B.液体的混合 C.废气的治理 D.固体物料的干燥 2.当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相中返回气相的溶质量相等时达到动态平衡，此 时液相中溶质的浓度称为() A饱和度 B.浓度 C.摩尔分数 D.溶解度 3.从几种气体在水中的溶解度数据看，N、H、0,的溶解度很小，称为() A易溶气体 B.难溶气体 C.中等溶解气体 D.不溶气体 4.将混合气中吸收质浓度不大于10%（摩尔分数）的吸收，称为（) A低浓度吸收 B.高浓度吸收 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.单组分吸收 D.等温吸收 5.若吸收时溶质与溶剂或溶液中的其他物质进行化学反应，则称为() A物理吸收 B.等温吸收 C.化学吸收 D单组分吸收 6.惰性气体解吸时，使用的载气为蒸汽时称为() A吹脱 B.解吸 C.再生 D.汽提 7.吸收常采用物质的量比表示浓度，其中气相物质的量比用符号() AX表示 B.Y表示 C.Z表示 D.c表示 8.亨利定律适用于下列哪种情况() A总压不高且为稀溶液 B.总压很高的浓溶液 C.任意压力浓溶液 D.总压很高的稀溶液 9.工业生产中使用的吸收塔主要类型中，本章重点介绍的是() A板式塔 B.湍球塔 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.填料塔 D.喷射式吸收器 10.拉西环填料为外径与高度相等的圆环体，其缺点是() A气液分布好、传质效率高 B.气液分布好、阻力小 C.传质效率高、通量大 D.气液分布差、传质效率低 11.矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能() A劣于拉西环 B.优于拉西环 C.与拉西环相同 D.无法比较 12.波纹填料是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，其波纹与塔轴的倾角有() A30°和45°两种 B.45°和60°两种 C.60°和90°两种 D.15°和30°两种 13.为避免气液两相沿塔截面分布不均匀，填料的尺寸不应大于塔径的() A1/21/3 B.1/41/5 C.1/61/7 D.1/101/8 14.用来除去由填料层顶部逸出的气体中的液滴的装置，称为() A液体分布装置 B.填料支承装置 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.除沫装置 D.液体出口装置 15.选择吸收剂时，通常选择挥发度和黏度() A都较大的吸收剂 B.都较小的吸收剂 C.挥发度大黏度小的吸收剂 D.挥发度小黏度大的吸收剂 16.选择吸收剂时，从价格方面考虑，吸收剂本身要() A价廉易得 B.价格昂贵 C.稀有难寻 D.价格无关 17.对吸收塔进行全塔物料衡算，可得的方程为() A V(Y+Y2)=L(X+X2) B.V(Y1-Y2)=L(Xi+X2) C.V(Y+Y2)=L(X1-X2) D.V(Y1-Y2)=L(X1-X) 18.吸收的操作线方程在Y-X图上() A是一条曲线 B.是一个圆 C.是一条直线 D.是一个点 19.当吸收剂用量减小时，完成同样生产任务所需的吸收塔高度将() A会减小 B.会增高 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.保持不变 D.无法确定 20.以浓度差为推动力、物质从高浓度区向低浓度区迁移的扩散，称为() A分子扩散 B.涡流扩散 C.热扩散 D.强制扩散 21.对于大多数易溶气体来说，吸收过程主要为() A液膜控制 B.双膜共同控制 C.主体控制 D.气膜控制 22.下列措施中，能提高吸收速率的是()》 A减小气液两相流速 B.减小气液相接触面积 C.增大气液相接触面积 D.选用溶解度小的吸收剂 23.增大吸收压力，会提高吸收推动力，因此() A低压有利于吸收 B.高压有利于吸收 C.压力对吸收无影响 D.常压最有利于吸收 24.填料塔的停车包括正常停车、紧急停车和() A长期停车 B.短期停车 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.临时停车 D.计划停车 25.长期停车时，将系统溶液排放到溶液储槽或地沟后，接着进行的操作是() A立即开车 B.关闭电源 C.通入原料气 D.用清水洗净系统 二、简答题（本题共5道小题，每题8分，共40分) 1.简述亨利定律的内容及亨利系数E与溶解度系数H的关系。 2.简述吸收操作中采用物质的量比表示浓度的优点。 3.简述吸收剂的用量对吸收操作的影响。 4.简述提高吸收速率的途径。 5.简述影响吸收操作的主要因素。 三、综合分析题（本题共1道小题，每题10分，共10分) 1.某工厂欲从空气和丙酮蒸汽组成的混合气中回收丙酮，用清水作吸收剂。已知原料气中丙 酮的含量为10%（体积分数），所处理的混合气中空气流量为60kmo1/h,操作在常温常压下进 行，尾气中丙酮含量为2%。请回答：(1)写出吸收塔全塔物料衡算方程；(2)求丙酮的吸 收率；(3)若吸收剂用量为150kmo1/h,求吸收塔溶液出口含量。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 《化工单元操作》（化工版） 第五章 吸收 考试时间：60分钟 满分：100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________ 一、单选题（本题共25道小题，每题2分，共50分） 1. 在工业上，吸收主要应用于混合气的净化、有用组分的回收、某些产品的制取以及（ ） A. 固体物料的分离 B. 液体的混合 C. 废气的治理 D. 固体物料的干燥 【答案】C 【解析】在工业上，吸收主要应用于混合气的净化、有用组分的回收、某些产品的制取以及废气的治理。 2. 当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相中返回气相的溶质量相等时达到动态平衡，此时液相中溶质的浓度称为（ ） A. 饱和度 B. 浓度 C. 摩尔分数 D. 溶解度 【答案】D 【解析】当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相中返回气相的溶质量相等时达到动态平衡，此时液相中溶质的浓度称为溶解度。 3. 从几种气体在水中的溶解度数据看，N2、H2、O2 的溶解度很小，称为（ ） A. 易溶气体 B. 难溶气体 C. 中等溶解气体 D. 不溶气体 【答案】B 【解析】NH3溶解度很大，称为易溶气体；H2S、CO2具有中等溶解度；N2、H2、O2溶解度很小，称为难溶气体。 4. 将混合气中吸收质浓度不大于10%（摩尔分数）的吸收，称为（ ） A. 低浓度吸收 B. 高浓度吸收 C. 单组分吸收 D. 等温吸收 【答案】A 【解析】通常，将混合气中吸收质浓度不大于10%（摩尔分数）的吸收称为低浓度吸收，高于10%（摩尔分数）的吸收称为高浓度吸收。 5. 若吸收时溶质与溶剂或溶液中的其他物质进行化学反应，则称为（ ） A. 物理吸收 B. 等温吸收 C. 化学吸收 D. 单组分吸收 【答案】C 【解析】若吸收时溶质不发生明显的化学反应，称为物理吸收。若吸收时溶质与溶剂或溶液中的其他物质进行化学反应，则称为化学吸收。 6. 惰性气体解吸时，使用的载气为蒸汽时称为（ ） A. 吹脱 B. 解吸 C. 再生 D. 汽提 【答案】D 【解析】常用的惰性气体解吸方法是将空气或水蒸气等载气通入液相中，使载气与液相充分接触。一般将使用的载气为空气时称为吹脱；使用的载气为蒸汽时称为汽提。 7. 吸收常采用物质的量比表示浓度，其中气相物质的量比用符号（ ） A. X表示 B. Y表示 C. Z表示 D. c表示 【答案】B 【解析】吸收常采用物质的量比表示浓度。液相物质的量比符号用X表示，气相物质的量比用Y表示。 8. 亨利定律适用于下列哪种情况（ ） A. 总压不高且为稀溶液 B. 总压很高的浓溶液 C. 任意压力浓溶液 D. 总压很高的稀溶液 【答案】A 【解析】对于某种气体，当气相的总压力不高（一般认为小于0.5MPa），且溶解后形成的溶液为稀溶液时，溶液中的溶质浓度与该气体压力的平衡关系常用亨利定律来表示。 9. 工业生产中使用的吸收塔主要类型中，本章重点介绍的是（ ） A. 板式塔 B. 湍球塔 C. 填料塔 D. 喷射式吸收器 【答案】C 【解析】目前，工业生产中使用的吸收塔的主要类型有填料塔、板式塔、湍球塔、喷洒式吸收器和喷射式吸收器等。本章重点介绍填料塔。 10. 拉西环填料为外径与高度相等的圆环体，其缺点是（ ） A. 气液分布好、传质效率高 B. 气液分布好、阻力小 C. 传质效率高、通量大 D. 气液分布差、传质效率低 【答案】D 【解析】拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 11. 矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能（ ） A. 劣于拉西环 B. 优于拉西环 C. 与拉西环相同 D. 无法比较 【答案】B 【解析】矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。 12. 波纹填料是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，其波纹与塔轴的倾角有（ ） A. 30°和45°两种 B. 45°和60°两种 C. 60°和90°两种 D. 15°和30°两种 【答案】A 【解析】波纹填料是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。 13. 为避免气液两相沿塔截面分布不均匀，填料的尺寸不应大于塔径的（ ） A. 1/2~1/3 B. 1/4~1/5 C. 1/6~1/7 D. 1/10~1/8 【答案】D 【解析】填料尺寸过大，在靠近塔壁处易造成气体短路通过或液体沿壁下流，使气液两相沿塔截面分布不均匀。为此，填料的尺寸不应大于塔径的1/10~1/8。 14. 用来除去由填料层顶部逸出的气体中的液滴的装置，称为（ ） A. 液体分布装置 B. 填料支承装置 C. 除沫装置 D. 液体出口装置 【答案】C 【解析】除沫装置是用来除去由填料层顶部逸出的气体中的液滴，安装在液体分布器上方。常用的除沫装置有折板除沫器、丝网除沫器、旋流板除沫器等。 15. 选择吸收剂时，通常选择挥发度和黏度（ ） A. 都较大的吸收剂 B. 都较小的吸收剂 C. 挥发度大黏度小的吸收剂 D. 挥发度小黏度大的吸收剂 【答案】B 【解析】通常选择挥发度和黏度较小的吸收剂，从而节省操作费用。若挥发度大，吸收剂损失量就大；若黏度大，流体在塔内流动性差，会降低吸收速率并增加泵的输送功耗。 16. 选择吸收剂时，从价格方面考虑，吸收剂本身要（ ） A. 价廉易得 B. 价格昂贵 C. 稀有难寻 D. 价格无关 【答案】A 【解析】选择吸收剂时，从价格方面考虑，吸收剂本身要价廉易得。 17. 对吸收塔进行全塔物料衡算，可得的方程为（ ） A. V(Y1+Y2)=L(X1+X2) B. V(Y1-Y2)=L(X1+X2) C. V(Y1+Y2)=L(X1-X2) D. V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 【答案】D 【解析】在稳定操作下，依据混合气体中减少的吸收质量等于溶液中增加的吸收质量，对吸收塔进行全塔物料衡算可得：V(Y1-Y2)=L(X1-X2)。 18. 吸收的操作线方程在Y-X图上（ ） A. 是一条曲线 B. 是一个圆 C. 是一条直线 D. 是一个点 【答案】C 【解析】吸收的操作线方程为一条直线。吸收剂用量减小时，操作线靠近平衡线；吸收剂用量增大时，操作线离平衡线越远。 19. 当吸收剂用量减小时，完成同样生产任务所需的吸收塔高度将（ ） A. 会减小 B. 会增高 C. 保持不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】当Y值一定时，吸收剂用量减小，液气比减小，操作线靠近平衡线，吸收过程的推动力减小，在完成同样生产任务的情况下，吸收塔必须增高，设备费用增多。 20. 以浓度差为推动力、物质从高浓度区向低浓度区迁移的扩散，称为（ ） A. 分子扩散 B. 涡流扩散 C. 热扩散 D. 强制扩散 【答案】A 【解析】物质在流体内的传递方式主要有分子扩散以及涡流扩散。分子扩散是以浓度差为推动力的扩散，物质从高浓度区向低浓度区的迁移，是自然界和工程上最普遍的扩散现象。涡流扩散是湍流流体中的物质传递主要方式。 21. 对于大多数易溶气体来说，吸收过程主要为（ ） A. 液膜控制 B. 双膜共同控制 C. 主体控制 D. 气膜控制 【答案】D 【解析】一般来说，对于大多数易溶气体来说，主要为气膜控制；对于大多数难溶气体来说，主要为液膜控制。 22. 下列措施中，能提高吸收速率的是（ ） A. 减小气液两相流速 B. 减小气液相接触面积 C. 增大气液相接触面积 D. 选用溶解度小的吸收剂 【答案】C 【解析】提高吸收速率的途径主要有：提高气液两相的流速，降低气膜、液膜的厚度以减小阻力；选用对吸收溶解度大的液体作吸收剂；适当提高供液量；增大气液相接触面积。 23. 增大吸收压力，会提高吸收推动力，因此（ ） A. 低压有利于吸收 B. 高压有利于吸收 C. 压力对吸收无影响 D. 常压最有利于吸收 【答案】B 【解析】高压有利于吸收，增大吸收压力，会提高吸收推动力，有利于吸收。然而过高的压力要求设备具有较高的抗压能力，增加了设备的投资费用。 24. 填料塔的停车包括正常停车、紧急停车和（ ） A. 长期停车 B. 短期停车 C. 临时停车 D. 计划停车 【答案】A 【解析】填料塔的停车包括正常停车、紧急停车和长期停车。正常停车又叫短期停车或临时停车。 25. 长期停车时，将系统溶液排放到溶液储槽或地沟后，接着进行的操作是（ ） A. 立即开车 B. 关闭电源 C. 通入原料气 D. 用清水洗净系统 【答案】D 【解析】长期停车时，按正常停车步骤停车，开启系统放空阀卸掉系统压力，将系统溶液排放到溶液储槽或地沟，然后用清水洗净。 二、简答题（本题共5道小题，每题8分，共40分） 1. 简述亨利定律的内容及亨利系数E与溶解度系数H的关系。 【答案】对于某种气体，当气相的总压力不高（一般认为小于0.5MPa），且溶解后形成的溶液为稀溶液时，溶液中的溶质浓度与该气体压力的平衡关系常用亨利定律来表示：c=Hp（式中c为溶质在溶液中的浓度，p为溶质的气相平衡压力，H为溶解度系数）；对于气体混合物中的某个组分，亨利定律可表示为p*=Ex（式中x为溶液中溶质的摩尔分数，E为亨利系数）。亨利系数E值随温度升高而增大，E值越大表明气体的溶解度越小；溶解度系数H值随温度升高而减小，H值大小可反映气体溶解的难易程度，难溶气体H值较小，易溶气体H值较大。对于稀溶液，可以导出亨利系数E与溶解度系数H的关系为E=ρs/(H·Ms)（式中ρs为溶剂的密度，Ms为溶剂的摩尔质量）。 【解析】亨利定律描述稀溶液、低压下溶质浓度与气相压力的平衡关系，亨利系数E与溶解度系数H通过E=ρs/(H·Ms)相互联系。 2. 简述吸收操作中采用物质的量比表示浓度的优点。 【答案】在吸收操作中，由于气体总量随吸收的进行而改变，但惰性气体的量则始终保持不变，因此常采用混合气体中吸收质A对惰性组分B的物质的量比Y来表示气相浓度；同样，由于溶液总量随吸收的进行而改变，但吸收剂的量则始终保持不变，因此常采用溶液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比X来表示液相浓度。采用物质的量比表示浓度，可以消除因气体总量和溶液总量变化带来的不便，使吸收过程的物料衡算更加简便、准确。 【解析】采用物质的量比表示浓度，因惰性气体量和吸收剂量在吸收过程中保持不变，可消除总量变化带来的不便，使物料衡算更简便。 3. 简述吸收剂的用量对吸收操作的影响。 【答案】当Y值一定时，吸收剂用量减小，液气比减小，操作线靠近平衡线，吸收过程的推动力减小，吸收速率降低，在完成同样生产任务的情况下，吸收塔必须增高，设备费用增多；吸收剂用量增大，操作线离平衡线越远，吸收过程的推动力越大，吸收速率越大，在完成同样生产任务的情况下，设备尺寸可以减小。但吸收剂用量并不是越大越好，因为吸收剂用量越大，操作费用也越大，而且将造成塔底吸收液浓度降低。 【解析】吸收剂用量减小则推动力减小、塔需增高；用量增大则推动力增大、设备可减小，但操作费用增大且塔底吸收液浓度降低，应权衡确定适宜用量。 4. 简述提高吸收速率的途径。 【答案】根据双膜理论可知，提高吸收速率的途径主要有以下几方面：（1）提高气液两相的流速，降低气膜、液膜的厚度以减小阻力；（2）选用对吸收溶解度大的液体作吸收剂；（3）适当提高供液量，降低液相主体中吸收质浓度以增大吸收推动力；（4）增大气液相接触面积。另外，对于气膜控制的气体吸收，利用加大气体流速、增大气相湍动程度的方法更有利于提高吸收速率；对于液膜控制的气体吸收，加大液体流速、增大液相湍动程度更有利于提高吸收速率。 【解析】提高吸收速率的途径主要有提高气液流速、选用溶解度大的吸收剂、提高供液量、增大接触面积四方面，并应根据气膜或液膜控制采取相应措施。 5. 简述影响吸收操作的主要因素。 【答案】在正常的化工生产中，影响吸收操作的主要因素有：（1）气流速度——气流速度过小，气体湍动程度不充分，不利于吸收；气流速度过大，又会造成雾沫夹带甚至液泛，应选择适宜的气流速度。（2）喷淋密度——喷淋密度过小，填料表面不能被充分润湿，降低有效传质面积；喷淋密度过大，则流体流动阻力增加，甚至引起液泛，应选择适宜的喷淋密度。（3）温度——低温有利于吸收，大多数气体吸收都是放热过程，但温度过低会增加能耗、增大吸收剂黏度影响传质，应选择适宜的吸收剂温度。（4）压力——高压有利于吸收，增大吸收压力会提高吸收推动力，但过高压力增加设备投资，应确定合理的压力操作条件。 【解析】影响吸收操作的主要因素有气流速度、喷淋密度、温度和压力四个方面，均应选择适宜的操作条件。 三、综合分析题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 1. 某工厂欲从空气和丙酮蒸汽组成的混合气中回收丙酮，用清水作吸收剂。已知原料气中丙酮的含量为10%（体积分数），所处理的混合气中空气流量为60kmol/h，操作在常温常压下进行，尾气中丙酮含量为2%。请回答：（1）写出吸收塔全塔物料衡算方程；（2）求丙酮的吸收率；（3）若吸收剂用量为150kmol/h，求吸收塔溶液出口含量。 【答案】（1）全塔物料衡算方程：V(Y1-Y2)=L(X1-X2)，式中V为惰性气体量，L为吸收剂量，Y1、Y2为进塔及出塔气体组成，X1、X2为出塔及进塔液体组成。（2）因理想气体的体积分数等于摩尔分数，故y1=0.1、y2=0.02，Y1=y1/(1-y1)=0.1/0.9=0.1111，Y2=y2/(1-y2)=0.02/0.98=0.0204。吸收率 φ=(Y1-Y2)/Y1=(0.1111-0.0204)/0.1111=0.8164，即81.64%。（3）由 V(Y1-Y2)=L(X1-X2)，X2=0（清水），得 X1=V(Y1-Y2)/L=60×(0.1111-0.0204)/150=0.0363。 【解析】本题综合应用全塔物料衡算方程、摩尔比换算、吸收率计算以及溶液出口含量计算四方面知识，考查吸收过程物料衡算的综合分析与计算能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $