1. （2013上海模擬）某同學用如圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率．實驗所用毛細管橫截面積為1mm2，實
A、圖中X為NaOH溶液，NaOH的作用是吸收呼吸產生的二氧化碳，軟管夾關閉後液滴將向左移動回．所以A描述錯誤．答
B、20min～30min內毛細管中液滴移動的距離變化是130-65=65mm，體積變化是65mm×1mm2=65mm3，平均吸收速率為6.5mm3/min．所以B描述正確．
C、若將試管充入N2，將X換為清水試管中積累了大量二氧化碳和N2，抑制了果蠅的無氧呼吸．所以C描述錯誤．
D、增設的對照實驗應是不加果蠅，並將該裝置置於相同的環境中．所以D描述錯誤．
故應選B．
2. 8. 圖中的實驗裝置用於測量大麥種子的呼吸速率，
用甲裝置的結果加上乙裝置（校正值）的結果，除以4，這是10克大麥種子的，再除內以10就是所要的結容果。
（50+20）/4=17.5；
17.5/10=1.75（mm3·g-1·h-1）。
答案是：大麥種子25℃條件下4h內的平均速率為1.75（mm3·g-1·h-1）。
3. 化工原理吸收試驗m是什麼
一、實驗目的
1．了解填料吸收塔的結構和流程；
2．了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響；
3．掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法
4. 學會使用GC
二、實驗原理
吸收操作是分離氣體混合物的方法之一，在實際操作過程中往往同時具有凈
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化與回收雙重目的。因而，氣體出口濃度y2是度量該吸收塔性能的重要指標，但影響y2的因素很多，因為吸收傳質速率NA由吸收速率方程式決定。
(一). 吸收速率方程式：
吸收傳質速率由吸收速率方程決定 ：
或
式中： Ky 氣相總傳系數，mol/m3.s；
A 填料的有效接觸面積，m2；
Δym 塔頂、塔底氣相平均推動力，
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V填 填料層堆積體積，m3；
Kya 氣相總容積吸收傳質系數，mol/m2.s。
從前所述可知，NA的大小既與設備因素有關，又有操作因素有關。
(二).影響因素：
1．設備因素：
V填與填料層高度H、填料特性及放置方式有關。然而，一旦填料塔製成，V填就為一定值。
2．操作因素：
a．氣相總容積吸收傳質系數Kya
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根據雙膜理論，在一定的氣溫下，吸收總容積吸收傳質系數Kya可表示成：
又有文獻可知：和，綜合可得，顯然Kya與氣體流量及液體流量均有密切關系。比較a、b大小，可討論氣膜控制或液膜控制。
b．氣相平均推動力Δym
將操作線方程為：的吸收操作線和平衡線方程為：y＝mx的平衡線在方格紙上作圖，從圖5-1中可得知：
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圖5-1 吸收操作線和平衡線
其中 ；，，另外，從圖5-1中還可看出，該塔是塔頂接近平衡。
(三). 吸收塔的操作和調節：
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吸收操作的結果最終表現在出口氣體的組成y2上，或組分的回收率η上。在低濃度氣體吸收時，回收率η可近似用下式計算：
吸收塔的氣體進口條件是由前一工序決定的，控制和調節吸收操作結果的是吸收劑的進口條件：流率L、溫度t、濃度x2三個因素。
由吸收分析可知，改變吸收劑用量是對吸收過程進行調節的最常用方法，當氣體流率G不變時，增加吸收劑流率，吸收速率NA增加，溶質吸收量L增加，那
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么出口氣體的組成y2減小，回收率η增大。
當液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質總系數Kya變化較小或基本不變，溶質吸收量的增加主要是由於傳質平均推動力Δym的增大而引起，即此時吸收過程的調節主要靠傳質推動力的變化。
當液相阻力較大時增加液體的流量。傳質系數Kya大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結果使傳質速率NA增大，溶質吸收量增大。
吸收劑入口溫度對吸收過程影響也甚大，也是控制和調節吸收操作的一個重要因素。降低吸收劑的溫度，使氣體的
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溶解度增大，相平衡常數減小。
對於液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力將隨之減小，結果使吸收效果變好，y2降低，而平均推動力Δym或許會減小。對於氣相控制的吸收過程，降低操作溫度，過程阻力不變．但平均推動力Δym增大，吸收效果同樣將變好。總之，吸收劑溫度的降低，改變了相平衡常數，對過程阻力及過程推動力都產生影響，其總的結果使吸收效果變好，吸收過程的回收率增加。
吸收劑進口濃度x2是控制和調節吸收
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效果的又一重要因素。吸收劑進口濃度的降低，液相進口處的推動的增大，全塔平均推動力也將隨之增大而有利於吸收過程回收率的提高。
應當注意，當氣液兩相在塔底接近平衡（L/G＜m）（見圖5－2a）欲降低y2，提高回收率，用增加吸收劑用量的方法更有效。但是當氣液兩相在塔頂接近平衡時（L/G＞m）（見圖5－2b）提高吸收劑用量，即增大L/G並不能使y2明顯的降低，只有用降低吸收劑入塔濃度x2才是有效的。
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a b
圖5 - 2 L/G大小對操作的影響
三、實驗要點
1．單元操作 ----- 吸收單元操作的特點；回收率η的影響因素；
2．實驗結果 ----- 雙膜理論、分析吸收過程屬於氣膜控制或液膜控制；
3．實驗測量 ----- 氣體轉子流量計的讀數以及校正；
4．實驗流程 ----- 液泛現象及預防，液封的作用及控制；
5．實驗設備 ----- 填料吸收塔的結構及操
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作及填料介紹。
四、實驗裝置示意圖及流程
五、實驗步驟
(一).設備：
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本實驗裝置是空氣―丙酮混合氣―水吸收系統，吸收塔為填料吸收塔，氣體是經定值器將壓力恆定的室溫空氣，進入丙酮容器鼓泡而出，得到的丙酮已達飽和的混合氣，吸收劑為自來水，用色譜分析的方法，測定混合氣進口濃度y1及混合氣出口濃度y2。
(二).測試准備：
1.接通氣路，打開水流量計開關，再打開定值器開關，將壓力恆定在0.02MPa左右，然後，打開氣體轉子流量計，把水和氣的轉子流量計調節至測試時的最大值，仔細檢查設備是否有漏液、液泛等不正常現象，如果一切正常，即可開始調試。
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2．測試：
在上面的步驟完成後，用分別改變水流量、空氣流量（均由小至大）、及水溫（升高）的方法，測數組數據。每改變一次水流量或空氣流量，均需間隔數分鍾取樣，或出口水溫基本恆定。取樣時，先取y1再取y2。
3. 注意事項：
氣體流量不能超過600 L/h，液體流量不能超過7L/h，否則有可能液泛。液封的液位高低由後面的閥門控制。
六、實驗操作原則及內容
(一).實驗操作原則：
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1．先開水的開關，後開氣的開關，並測量空氣的溫度。？
2．y1每次都要測量，且要先測y2，後測y1，防止影響吸收的平衡。
3．注意控制液封的水位，且要防止液泛。
4．加熱溫度要小於50℃，。（電壓95伏左右）
5．改變控制條件時，要經過10 ~ 15 min時間穩定。
(二).實驗內容：
1．在空氣流量恆定條件下，改變清水
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流量，測定氣體進出濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
2．在清水流量恆定條件下，改變空氣流量，測定氣體進出口濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
3．在空氣流量和清水流量恆定條件下，改變清水溫度，測定氣體進出口濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
七、實驗數據記錄及數據處理
(一). 設備參數：
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填料：瓷質拉西環； 氣液接觸方式：氣 ~ 液逆流；
(二). 操作參數：
定值器壓力：0.02-0.04MPa ( 表壓 )
(三).原始數據記錄：
1．常數：
填料塔直徑D：40 mm；填料塔高度H：220 mm；
色譜儀系數：0.18；室溫：10℃；氣壓：101.3KPa
2．實驗數據記錄：
序號
氣體流量
G / (L/h)
水流量
L / (L/h)
氣體進口濃度
色譜峰高
氣體出口濃度
色譜峰高
水進口
溫度/℃
水出口
溫度/℃
混合氣
溫度/℃
1
2
3
4
5
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(四)計算結果
序號
氣體流量G
Kmol / m2.h
水流量L
Kmol / m2.h
x1
Δym
η
Kya
1
2
3
4
5
八、實驗數據處理中注意事項說明：
1．氣體流量計在0.02MPa下使用，與氣體流量計標定時的狀態不同，故需校正：
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2．吸收劑的進口溫度由半導體溫度計測得，需計算全塔平均溫度，來查得各組的m值。全塔平均溫度為：
3．色譜儀上讀得的峰面積正比於取樣氣相濃度，進出口峰面積之比，等於氣體進出口濃度y1， y2之比。
4. 丙酮的安托因方程系數
P：mmHg
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A：6.75.30
B：1030.96
C：209.83
t：℃ （5~45℃）
九、實驗數據處理結果的討論及要求
1．在空氣流量恆定條件下，改變清水流量，討論組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya的變化規律。
2．在清水流量恆定條件下，改變空氣流量，討論組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya的變化規律。
3．從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜
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控制還是液膜控制，還是兩者兼而有之。
十、思考題
1．從傳質推動力和傳質阻力兩方面分析吸收劑流量和吸收溫度對吸收過程的影響？
2．從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜控制還是液膜控制，還是兩者兼而有之？
3．填料吸收塔塔底為什麼必須有液封裝置，液封裝置是如何設計的。
4．將液體丙酮混入空氣中，除實驗裝置鼓泡器中用到的方法外
4. 圖甲是植物水培法實驗裝置示意圖，圖乙是根據「在適宜溫度下，探究完全培養液中氧濃度與根對K+吸收速率之
（1）原生質層包括液泡膜、細胞膜以及液泡膜和細胞膜之間的細胞質，所以具備明顯的原生質層的條件是具有明顯的大液泡，據圖分析，根的根冠和根毛具有明顯的大液泡；一個完整的植物細胞中不屬於原生質層的結構有細胞壁和細胞核．
（2）根部吸收礦質元素是一個主動運輸的過程，需要ATP提供能量，所以要向培養液中通入空氣，以促進根的有氧呼吸，為礦質元素的吸收提供更多的能量．
（3）由實驗結果可知，培養液中氧氣含量在一定范圍內，氧氣含量越高，呼吸作用越強，K+吸收速率越快，說明K+的吸收方式要消耗能量，屬主動運輸；K+的吸收不僅消耗能量而且需要載體，d點以後，增加溶液中氧氣含量，受載體數量的制約K+吸收速率不再加大．
（4）若利用紫色洋蔥表皮做植物細胞的質壁分離與復原實驗，細胞內的白色部分應是外界溶液進入的結果，在質壁分離過程中細胞液濃度是在逐漸增加，吸水能力應是增強的，分離後的細胞在復原時應屬於對照組．
故答案為：
（1）根冠和根毛細胞壁和細胞核
（2）促進根部有氧呼吸，加快無機鹽離子吸收
（3）細胞膜上K+載體數量有限
（4）外界溶液增強對照組
5. 如圖所示裝置用於測定蝗蟲呼吸作用的速率，圖中的NaOH溶液能夠充分吸收瓶中的CO2氣體．據圖回答問題：（
（來1）蝗蟲呼吸是吸收氧氣呼出二氧化碳源，所以該裝置是測定蝗蟲呼吸作用過程中吸收O2的速率；
（2）蝗蟲呼吸吸收氧氣呼出二氧化碳，氧氣蝗蟲被吸收掉，蝗蟲因氧氣缺乏，變的呼吸困難或死亡，NaOH溶液吸收了二氧化碳，故容器內氣體壓強也變小，U形管內液面會有變化左邊上升右邊下降；
（3）活的蝗蟲與死的蝗蟲進行對比，實驗效果更明顯．
故答案為：
（1）測定蝗蟲呼吸過程吸收氧氣的速率
（2）向左移動（或左側液面升高）
（3）對照
6. 研究性學習小組同學用下圖甲所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率．實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25
（1）分析實驗裝置可知，X的作用是吸收細胞呼吸釋放的二氧化碳，該物質是NaOH，由於細回胞呼吸消耗氧氣答釋放二氧化碳，釋放的二氧化碳被NaOH吸收，試管中的氣壓下降，毛細管內的液滴向左移動．
（2）由表格實驗數據可知，在20min～30min內，液滴移動的距離是130-65=65mm，毛細管橫截面積為1mm2，所以氧氣減少的體積是65mm×1mm2=65mm3，在20min～30min時氧氣的平均吸收速率為65mm3÷10min=6.5mm3/min．
（3）此實驗沒有對著實驗，應設置一對照實驗消除偶然因素對實驗結果的影響，可以增加一相同的實驗裝置，將活的果蠅換成死的果蠅作為對照．
故答案應為：
（1）NaOH左
（2）6.5（3）將活的果蠅換成死的果蠅，其他條件保持不變
7. 如圖中的實驗裝置用於測量大麥種子的呼吸速率．實驗開始時，用夾子夾緊橡皮管並使圖中U形管內兩側有色液
（1）分析圖示及題干可知，該實驗通過測定吸收O2的速率來衡量呼吸速率，故在兩個裝置中都加入了NaOH溶液，其目是吸收呼吸產生的二氧化碳，從而排除無關變數的干擾．
（2）裝置A中的種子是活的，可進行呼吸作用；消耗O2，而產生CO2，由於裝置中的NaOH溶液能與CO2反應，故裝置A中有色液體的變化量表示大麥種子呼吸作用消耗氧的體積．
（3）在實驗的兩個裝置中，設置B裝置的目的是排除由物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾，起對照作用．故應對裝置B中對大麥種子進行滅菌處理，防止種子表面的細菌等微生物的呼吸作用產生或吸收的氣體影響實驗結果；環境溫度上升會引起裝置中的氣體膨脹，從而導致裝置B中有色液體的變化．
（4）用裝置A的結果加上裝置B（校正值）的結果是80mm3/g，這是10克大麥種子的，再除以10就是所要的結果（O2吸收速率：80mm3/10g=8mm3g-1h-1）．
故答：
（1）吸收呼吸產生的二氧化碳
（2）大麥種子呼吸作用消耗氧的體積
（3）滅菌是防止細菌呼吸作用產生或吸收的氣體影響實驗結果由於環境溫度上升而引起的氣體膨脹對照（排除由物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾）
（4）O2吸收速率=80mm3/10g=8mm3g-1h-1