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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义第二版（下册）.天津大学出版）社,20.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以℃同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H 12K C6H 14解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压℃℃时 PB*查得PA*得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃PA*PB*利用拉乌尔定律计算平衡数据℃时为例℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1℃为例℃时 y = PA*×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
解：①计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度α= PA */PB*计算出各温度下的相对挥发度：t(℃α - - - - 5.291 5.563 4.178 - - - -℃和279℃时的α值做平均αm②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当x = 0.3835时，×0.3835/[1+(4.73-1)×同理得到其他y值列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289αx 1 0.3835 0.3308 0.2085 0y 1 0.746 0.700 0.555 0③作出新的t-x-y'曲线和原先的t-x-y曲线如图解：①简单蒸馏由ln(W/F)=∫xxF)/(0.549-0.54x)]得ln(W/F)=∫xxFF∵汽化率1-q = 1/3则 q = 2/3 即 W/F = 2/3∴×0.6)/(0.549-0.54x)] 解得x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得②平衡蒸馏= Wx + Dy由物料衡算 FxFD + W = F 将W/F = 2/3代入得到= 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得xF5.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
化工原理（天津大学第二版）下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯ 35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-=其对应的总吸收系数为m/s 10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K（2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
气体吸收1. 在温度为40 ℃、压力为 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为 kPa时，氨在水中的溶解度为 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。
试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。
解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+由 *p Ex = 亨利系数为 *15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa 相平衡常数为t 200.0 1.974101.3E m p === 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。
40 ℃时水的密度为 992.2ρ=kg/m 3溶解度系数为kPa)kmol/(m 2760kPa)kmol/(m 180200299233S⋅=⋅⨯==...EM H ρ3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数kG=×10-6 kmol/(m2·s ·kPa)，液膜吸收系数kL=×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa其对应的总吸收系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-= 其对应的总吸收系数为m/s10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编 . 化工原理第二版（下册）. 天津大学出版）社 ,2011.8. ）第1 章蒸馏1.已知含苯 0.5 （摩尔分率）的苯 - 甲苯混合液，若外压为 99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。
t （℃） 80.1 859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压**，由P，PB A于总压P = 99kPa ，则由 x = (P-P***B )/(P A -P B )可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡 t-x 图数据。
以 t = 80.1℃为例x = （ 99-40 ）/ （101.33-40 ）= 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当 x = 0.5时，相应的温度为92℃2. 正戊烷（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa 下该溶液的平衡数据。
温度 C H223.1233.0244.0251.0260.6275.1 512291.7309.3K C6H14248.2259.1276.9279.0289.0304.8 322.8341.9饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.653.2101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（ A）和 C6H14（B）的饱和蒸汽压以 t = 248.2*= 1.3kPa ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B*查得 P A = 6.843kPa得到其他温度下 A?B 的饱和蒸汽压如下表t( ℃) 248251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7304.8 309.3*P A (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当 t= 260.6***)℃时 x = (P-P B)/(P A-P B=（ 13.3-2.826） / （13.3-2.826）= 1平衡气相组成以 260.6 ℃为例当 t= 260.6*×1/13.3 = 1℃时 y = P A x/P = 13.3同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( ℃ )260.6275.1 276.9 279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题 2 的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的 x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编. 化工原理第二版（下册）. 天津大学出版）社,2011.8. ）第1 章蒸馏1. 已知含苯0.5（摩尔分率）的苯- 甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。
t （℃）80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PBAP = 99kPa ，则由x = (P-PB *)/(P*)/(P *-PA*) 可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x B图数据。
1以 t = 80.1 ℃为例 x = （99-40）/ （101.33-40 ）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当 x = 0.5 时，相应的温度为 92℃2. 正戊烷（ C 5H 12）和正己烷（ C 6H 14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求 P= 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。
温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.65.38.013.3 26.6 53.2 101.3解： 根据附表数据得出相同温度下 C 5H 12（A ）和 C 6H 14（B ）的饱和蒸汽压 以 t = 248.2 ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B*=1.3kPa 查得 P A*= 6.843kPa得到其他温度下 A?B 的饱和蒸汽压如下表 t( ℃)248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7 304.8 309.3P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成 以 260.6℃时为例当 t= 260.6 ℃时 x = (P-P B*)/(P* )/(P A B*-P *) *-P *)=（13.3-2.826 ）/ （13.3-2.826 ）= 1平衡气相组成 以260.6 ℃为例当t= 260.6 ℃时 y = PA*x/P = 13.3 × 1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t( ℃) 260.6 275.1 276.9279289 x10.3835 0.3308 0.02852y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y 曲线3.利用习题2 的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,.）第1章蒸馏1.已知含苯（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 85 90 95 100 105x解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据**，由于总压，P1-1查例附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P AB***t-x可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡)/(P，则由P = 99kPax= (P-P-P)BAB．图数据。
以t = ℃为例 x =（99-40）/（）=同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 时，相应的温度为92℃2.正戊烷（CH）和正己烷（CH）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 下该溶液的145612平衡数据。
温度 CH 125K CH14 6饱和蒸汽压(kPa)解：根据附表数据得出相同温度下CH（A）和CH（B）的饱和蒸汽压141256*= ℃时 P 以t = ℃时为例，当t = B*= 查得P A得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 279 289*(kPa) P A利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以℃时为例***)-Pt= ℃时 x = (P-P)/(P 当BAB=（）/（）= 1平衡气相组成以℃为例*x/P = ×1/ = 1 ℃时当 t= y = P A同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 279 289x 1 0y 1 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2的结果相比较。
解：①计算平均相对挥发度**计算出各温度下的相对挥发度理想溶液相对挥发度α= P：/P BA t(℃) α - - - - - - - -取℃和279℃时的α值做平均α= （+）/2 = m②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当x = 时，y = ×[1+×]=同理得到其他y值列表如下t(℃) 279 289αx 1 0y 1 0'曲线和原先的t-x-y曲线如图③作出新的t-x-y4.在常压下将某原料液组成为（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
化工原理（大学第二版）下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3水溶液中CO 2的摩尔分数为由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa 气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
化工原理第二版下册答案第七章传质与分离过程概论1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。
已知入塔混合气中氨含量为%，吸收后出塔气体中氨含量为%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2。
解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数y1和y2。
y1?//17?//17?y2?/17/29 进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2为Y1? Y2计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。
2. 试证明组分A和B组成的双组分混合物系统，下列关系式成立：dwA?MAMBdxA(xAMA?xBMB)2dxA?MAMB(dwAwAMA?wBMB)2解：wA?MAxAxAMA?xBMB?MAxAxAMA?(1?xA)MBdwMA(xAMA?xBMB)?xAMA(MA?MB)MAMB(xA?xB)A??dx22(xAMA?xBMB)A(xAMA?xBMB)于xA?xB?1 故dwA?MAMBdxA(xAMA?xBMB)2wAxA?MAwAMA?wBMB1dxA?MAdwA(wAMA?wBMBMAMAwAwB2(?)MAMB)?wA(1?1MB) 1(wA?wB)MMAB?wAwB2(?)MAMBMAMB(1wAMAwBMB)21故dxA?MAMB(dwAwAMA?wBMB)23. 在直径为 m、长度为 m的圆管中，CO气体通过N2进行稳态分子扩散。
管内N2的温度为373 K，总压为 kPa，管两端CO的分压分别为 kPa和 kPa，试计算CO的扩散通量。
解：设 A－CO； B－N2 查附录一得 DAB??10?4m2s pB1?p总?pA170?kPa a??p总?pA2kPa?pkPa?pBM ?B2?DABP?pA1?pA2?RTzpBM??10kmol?m2?s??? 10?6kmol?m2?s??373?? 在总压为 kPa，温度为273 K下，组分A自气相主体通过厚度为 m的气膜扩散到催化剂表面，发生瞬态化学反应A?3B。
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,.）第1章蒸馏1.已知含苯（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 85 90 95 100 105x解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据**，由于总压，P1-1查例附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P AB***t-x可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡)/(P，则由P = 99kPax= (P-P-P)BAB．图数据。
以t = ℃为例 x =（99-40）/（）=同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 时，相应的温度为92℃2.正戊烷（CH）和正己烷（CH）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 下该溶液的145612平衡数据。
温度 CH 125K CH14 6饱和蒸汽压(kPa)解：根据附表数据得出相同温度下CH（A）和CH（B）的饱和蒸汽压141256*= ℃时 P 以t = ℃时为例，当t = B*= 查得P A得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 279 289*(kPa) P A利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以℃时为例***)-Pt= ℃时 x = (P-P)/(P 当BAB=（）/（）= 1平衡气相组成以℃为例*x/P = ×1/ = 1 ℃时当 t= y = P A同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 279 289x 1 0y 1 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2的结果相比较。
解：①计算平均相对挥发度**计算出各温度下的相对挥发度理想溶液相对挥发度α= P：/P BA t(℃) α - - - - - - - -取℃和279℃时的α值做平均α= （+）/2 = m②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当x = 时，y = ×[1+×]=同理得到其他y值列表如下t(℃) 279 289αx 1 0y 1 0'曲线和原先的t-x-y曲线如图③作出新的t-x-y4.在常压下将某原料液组成为（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。
第七章传质与分离过程概论1 •在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。
已知入塔混合气中氨含量为5.5% （质量分数, 下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%,试讣算进、出塔气体中氨的摩尔比人、打。
解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数川和乃。
0.055/17 y. = ------------------------------- = 0.0903 0.055/17 + 0.945/290.002/17儿= -------------------- =0.0034' ・ 0.002/17 + 0.998/29进、岀塔气体中氨的摩尔比X 、Y?为0.0034 ----------- =0.0034 1-0.0034 由讣算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。
2.试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立:M < M R d.v A z ・、 」 A o A (1) d 叩 A = -------------------------------------2&A M A +XR M B )(2) 邑)2AfnH ，A A /A A = -------- IV A t竺「0.09931-0.0903du A解: (1)M."A A = X A M A + A B A/ B V A A/A + ~ A A )" B A/A A A 由于dwAdT"A A/A (x A Af A + AB .W B )-X A A/A (A/A -A/ b ) J W A J W B CV A +5)X A +“B i(2)3・在直径为0.012 nu长度为0.35m的圆管中，CO气体通过N?进行稳态分子扩散。
管内N2的温度为373 K,总压为101.3 kPa,管两端CO的分压分别为70.0kPa和7.0kPa, 试讣算CO的扩散通量。
解：设A——O： B——N2査附录一得£>AB=0.318X1()7 nr/sp BI= p:, - p AI = (101.3 - 70)kPa = 31.3kPap B2 = p、一”A2 =(101 ・3 — 7.0)kPa = 94.3kPa4.在总压为101.3 kPa＞温度为273 K下，组分A自气相主体通过厚度为0.015 m的气膜扩散到催化剂表而，发生瞬态化学反应A T 3B。
生成的气体B离开催化剂表而通过气膜向气相主体扩散。
已知气膜的气相主体一侧组分A的分压为22.5 kPa,组分A在组分B 中的扩散系数为1.85x2 m2/So试计算组分A和组分B的传质通量“人和心。
解：由化学计量式A T3B可得叫=_3孔N=N A+"B =-2弧代入式（7・25）,得dvdwA丄（竺+竺）厶」"A M A性叫"A M空+竺）叭M B”_ PB2 —几1P BM _—-—111匹“Bl94.3-31.3f 94.3In -----kPa = 57」2kPa0.318 x IO"4 x 101.38.314x373x0.35x57.12x(70.0 - 7.0)kmol/(m2 -s)= 3.273 x 10"6 kmol/(m2・s)M B= l x(9970 + 99a22 17.92 17.98 故氨的摩尔通量为 dz 叭 一2人叫 % 分离变量，并积分得 2 g Pa =l x 1.85X1Q-X1O1.3 101,34-2x22.5 呗/(打&7・012皿 kmol/(m ^.s) 2 &314x273x0.015 101.3 N B = 一3N,\ = 一3 x 1.012 x 10 ' kmol/(nr ・ s) = -3.036 x 10 kmol/(nr ・ s)5.在温度为278 K 的条件下，令某有机溶剂与氨水接触，该有机溶剂与水不互溶。
氨自 水相向有机相扩散。
在两相界而处，水相中的氨维持平衡组成，其值为0.022 （摩尔分数，下 同）,该处溶液的密度为998.2 kg/m 3；在离界而5 mm 的水相中，氨的组成为0.085,该处溶 液的密度为997.0 kg/m — 278 K 时氨在水中的扩散系数为1.24xl0-9 m 1 2/s o 试讣算稳态扩散 下氨的传质通量。
解：设 A ——NHs ： B ——H 2O 离界而5 mm 处为点1、两相界面处为点2,则氨的摩尔分数为5= 0.085, x A2 = 0.022 J =l-x A =1-0.085 = 0.915 Bl Al = 1_A A 2 = 1_0.022 = 0.978 X B2 0.978-0.915 In 0.978 0.915 =0.946 点1、点2处溶液的平均摩尔质量为 A/】 =(0.085xl7 + 0・915xl8)kg/kmol =17.92 kg/kmol M 2 =(0.022 x 17 + 0.978 x 18)kg/kmol = 17.98 kg/kmol 溶液的平均总物质的疑浓度为 kniol/m 5 =55.58kmol/ni'_ x (0.085-0.022)kmol/(m 2 ■ s) = 9.179x 10_? kmol/(m 2 -s) 0.005x0.9466.试用式（741）估算在105.5 kPa 、288 K 条件下，氢气（A ）在甲烷（B ）中的扩散系数D AB 。
解:査表7・1,得L V A = 7.07 cm 3/mol査表7-2, it 算出“B =(16.5 +1.98 x 4)cm'/mol = 24.42cm °/mol由式7411.013x1 O-5T L 75(-J-+T J-)1/2 D = ________________ 叫 ％AB"几［(切A )1"(切 B MF总7.试采用式(7-43)估算在293时二氧化硫(A)在水(B)中的扩散系数D'。
AB解：査得293 K 时水的黏度为//B =1.005 xlOPas査表7-3,得。
=2・6査表74,得% = 44.8 cmVmol由式(7-43)D = 7.4x J/? _T_ AB “B 啪= 7.4X 10"15(2.6X 18),/2 ---------------- --- --------- m 2/s = 1.508x 10"9 nr/s 1.005x10- 3X 44.80-6&有一厚度为8 mm 、长度为800 mm 的蔡板。
在茶板的上层表而上有大量的45 °C 的常压 空气沿水平方向吹过。
在45 °C 下，蔡的饱和蒸气压为73.9 Pa,固体荼的密度为1 152kg/nr\由 有关公式计算得空气与蔡板间的对流传质系数为0.016 5 nVs o 试计算荼板厚度减薄5%所 需要的时间。
解：由式（7-45）计算荼的传质通量，即心=紅（5 - J ）1.013X 10-5X 288-(1 + 1严105.5 X (7.07,/3 +24.42,/3)2 m^/s = 6.24x 10 ' m^/s式中 用为空气主体中蔡的浓度，因空气流量很大，故可认为c Ab =0:为荼板表而处气相中茶的饱和浓度，可通过荼的饱和蒸气压计算，即kmol/m' = 2.795 x 10一、kmol /n? Nx =/«出 一 ％ ) = 0.0165x(2.795x1()7 - 0)kinol/(nr - s) = 4.612 x 10~; kinol/(nr - s) 设茶板表而积为s,由于扩散所减薄的厚度为b,物料衡算可得Sbp 、= NW ROf 叮 =0.05x0.008 XI152 s = 7 806xl()3s = 2168h4.612 x IO'7x 128第八章气体吸收1. 在温度为40 °C 、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa时，氨在水中的溶解度为76.6g(NH 3)/l 000g(H 2O)o 试求在此温度和压力下的亨利系数E 、 相平衡常数加及溶解度系数解：水溶液中氨的摩尔分数为76.617 76.6 1000 H 17 18 由 /?* = Ex 亨利系数为n* 15 0 E = — =亠一 kPa = 200.0 kPa x 0.075相平衡常数为E m =—=Pi 严0 = 1.974 101.3由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。
40 °C 时水的密度为p = 992.2 kg/m 3溶解度系数为c QQ? 7 H = 卩 = -------- --- -- kmol/(m 5 ・ kPa) = 0.276kmol/(m 1 ・ kPa) EM S 200.0x182. 在温度为25 °C 及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0% (体积分数)的 混合空气与含二氧化碳为350 07的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧 化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数£=1.66xl05kPa,水溶液的密 度为 997.8 kg/m\解：水溶液中C02的浓度为c =「⑸"⑴“)kmol/nf = 0.008kinol/m A 44=0.075C AI 73.9 8314x318对于稀水溶液，总浓度为997 Xc.=-———kmol/m' = 55.43 kmol/m'1 18水溶液中CO2的摩尔分数为x = t = ^^ = 1.443xl()7 c t 55.43由/?*= E V= I.66X105X1.443X1 0-4 kPa = 23.954 kPa气相中CO2的分压为p = /?,>' = 101.3x O.O3kPa = 3.039 kPa < p*故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO2的分压表示的总传质推动力为A/? = /?*-/? = (23.954 -3.039)kPa = 20.915 kPa3.在总压为110.5 kPa的条件下，采用填料塔用淸水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截而上，氨的气、液相组成分别为y = 0.032、c = 1.06koml/m‘。
气膜吸收系数加=5.2X10^kmol/(m2skPa),液膜吸收系数灶=1.55Xl(Hm/s。
