化工基础第5章习题答案
- 格式:doc
- 大小:524.00 KB
- 文档页数:7
一、选择题1.某溶液中可能含有Na +、K +、Mg 2+、Fe 2+、4NH +、Cl -、Br -、23CO -、24SO -、23SO -中的若干种离子。
取该溶液做焰色反应,火焰呈黄色。
某同学设计并完成如图实验:下列有关判断中正确的是A .该溶液焰色反应火焰呈黄色,说明溶液中一定存在Na +,不存在K +B .实验①后溶液呈黄色,说明原溶液中含Fe 2+C .原溶液中一定存在的离子是Na +、Cl -、Br -、23CO -、24SO -D .检测原溶液中是否含有4NH +,可取少量的原溶液,滴加足量的NaOH 浓溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体 2.下列叙述正确的是A .CO 2、NO 2以及SO 2都会导致酸雨的形成B .用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆的原理相同C .为防止压缩饼干类食品受潮变质,常在包装袋中放入铁粉D .黄河入海口沙洲的形成与用卤水点豆腐都体现了胶体聚沉的性质 3.下列关于N 、S 的化合物的性质解释错误的是 A .HNO 3需避光保存,是因为HNO 3见光易分解 B .SO 2能使品红溶液褪色,是因为SO 2有漂白性 C .NH 4HCO 3化肥需密封储存,是因为NH 4HCO 3分解 D .浓硫酸可用作气体干燥剂,是因为浓硫酸具有脱水性4.下列各组物质,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )甲乙 丙A()()32Fe NO aq()32NH H O aq ⋅ ()3HNO aq B NaOH(aq) ()3NaHCO aq ()24H SO aqC ()2SiO s C(s)()2H O gD()2Cl g()3FeBr aqNaI(aq)A .AB .BC .CD .D5.近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。
汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是A .汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2B .反应中NO 为氧化剂,N 2为氧化产物C .NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应D .催化转化总反应为222催化剂2NO+O +4CO4CO +N6.下列实验操作规范且能达到目的是 选项 目的操作A 清洗碘升华实验所用的试管先用酒精洗涤,再用清水洗 BCu 与浓硫酸反应后未见溶液变蓝色,为了观察生成了CuSO 4 向反应后的溶液中加入适量蒸馏水 C 检验某溶液中是否有+4NH 取少量溶液于试管中,向其中加入NaOH 溶液,并用红色石蕊试纸检验D制备Fe(OH)3胶体将NaOH 溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中A .AB .BC .CD .D7.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是( )“随开随用、随关随停”制CO 2 快速制备氨气 干燥HCl 气体 验证SO 2漂白性 ABCDA .AB .BC .CD .D8.硫酸盐(含SO24-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。
化工基础第二版第五章第三节答案1、倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是()[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同2、在溶剂沉淀法中,主要是在溶液中加入另一种溶剂一改变混合溶剂的什么实现的()[单选题] *ApH值B溶解度C极性(正确答案)D体积3、单萜和倍半萜在化学结构上的明显区别是()[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同4、羟基蒽醌类化合物中,大黄素型和茜草素型主要区别于()[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目5、下列化合物可用水蒸汽蒸馏法提取的是()[单选题] *A七叶内酯(正确答案)B七叶苷C厚朴酚D五味子素6、水蛭的主要化学成分是()[单选题] *A有机酸B蛋白质(正确答案)C多糖D生物碱7、从香豆素类的结构看,香豆素是一种()[单选题] *A内酯(正确答案)B羧酸C酰胺D糖8、以杜鹃素为指标成分进行定性鉴别的中药是()[单选题] * A满山红(正确答案)B黄芩C槐花D陈皮9、组成缩合鞣质的基本单元是()[单选题] *A黄烷-3-醇(正确答案)B酚羟基C环戊烷D哌啶环10、乙醇不能提取出的成分类型是()[单选题] *A生物碱B苷C多糖D鞣质(正确答案)11、下列含香豆素类成分的中药是(多选)()*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子12、以下哪种方法是利用成分可以直接由固态加热变为气态的原理()A [单选题] * A升华法(正确答案)B分馏法C沉淀法D透析法13、关于黄酮类化合物,以下说法正确的是()[单选题] *A多为液态或呈挥发性B多为无色C因分子内多具有酚羟基,多呈酸性(正确答案)D易溶于水14、七叶内酯的结构类型为()[单选题] *A简单香豆素(正确答案)B简单木脂素C呋喃香豆素D异香豆素15、碱水提取芦丁时,若PH过高会使()[单选题] *A产品质量降低B产品收率降低(正确答案)C苷键水解断裂D内酯环开环16、即有一定亲水性,又能与水分层的是()[单选题] * A正丁醇B乙酸乙酯C二者均是(正确答案)D二者均非17、有机溶剂加热提取中药成分应采用()[单选题] *A回流装置(正确答案)B蒸馏装置C萃取装置D分馏装置18、酸碱沉淀法中的酸提碱沉法主要适用于()[单选题] *A黄酮类B香豆素类C醌类D生物碱类(正确答案)19、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的()[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可20、二氢黄酮类专属性的颜色反应是()[单选题] *A盐酸-镁粉反应B四氢硼钠反应(正确答案)C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应21、苯丙素类化合物的生物合成途径是()[单选题] * A醋酸-丙二酸途径B丙二酸途径C莽草酸途径(正确答案)D氨基酸途径22、沉淀法的分类不包括以下哪一种方法()[单选题] * A水提醇沉法B碱提酸沉法C铅盐沉淀法D结晶法(正确答案)23、挥发性成分的提取,常用的是()[单选题] *A溶剂提取法B水蒸气蒸馏法(正确答案)C超临界液体萃取法D超声提取法24、二萜的异戊二烯单位有()[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个25、游离木脂素易溶于下列溶剂,除了()[单选题] *A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)26、淀粉含量多的药材提取时不宜用()[单选题] *A浸渍法B渗漉法C煎煮法(正确答案)D回流提取法27、浓缩速度快,又能保护不耐热成分的是()[单选题] * A水蒸汽蒸馏法B常压蒸馏法C减压蒸馏法(正确答案)D连续回流法28、萜类化合物在化学结构上的明显区别是()[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同29、黄酮母核具有的下列何种结构特点在碱液中不稳定()[单选题] *A邻二酚羟基(正确答案)B3-羟基C5-羟基D7-羟基30、在溶剂提取法中,更换新鲜溶剂可以创造新的(),从而使有效成分能够继续被提取出来。
五 蒸馏汽液相平衡1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 0 A 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 0 B 144.8 208.4 292.8 402.6 542.8 719 760若苯—氯苯溶液遵循Raoult 定律,且在1atm 下操作,试作: (1) 苯—氯苯溶液的t —x(y)图及y —x 图;(2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x —y 值。
1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。
又苯和甲苯的混合气含苯40%(体积%),求常压下的露点。
已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。
苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p 0 A 、p 0B [mmHg],按下述Antoine 方程计算:式中t 为温度[℃]。
lg p 0 A =6.89740-1206.350/(t+220.237)lg p 0 B =6.95334-1343.943/(t+219.237)1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时,p 0 A =106.7kPa ,p 0B =40kPa ,液相摩尔组成为 x A =0.4,试求:(1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A ; (2) 相对挥发度α。
1.4 一双组分精馏塔,塔顶设有分凝器,已知进入分凝器的汽相组成y 1=0.96(•摩尔分率,下同),冷凝液组成x D =0.95,两个组分的相对挥发度α=2,求:(1) 出分凝器的汽相组成y D =?(2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D =? 习题4附图1.5 在1atm 下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏,当馏出量为原料的 1/3时,求此时刻的釜液及馏出物的组成。
设x=0.6附近平衡线可近视为直线,其方程为 y=0.46x+0.5491.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F =0.4(摩尔组成),用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化,试求气相中易挥发组分的回收率。
第一章测试1.化工原理中的“三传”是指()。
A:动能传递、势能传递、化学能传递B:动量传递、能量传递、热量传递C:动能传递、内能传递、物质传递D:动量传递、热量传递、质量传递答案:D2.下列单元操作中属于动量传递的有()。
A:蒸发B:气体吸收C:流体输送D:结晶答案:C3.下列单元操作中属于质量传递的有()。
A:沉降B:流体加热C:液体精馏D:搅拌答案:C4.下列单元操作中属于热量传递的有()。
A:搅拌B:加热冷却C:固体流态化D:膜分离答案:B5.l kgf/cm2=()mmHg=() N/m2。
正确的是()A:7.353B:0.753C:98000D:9800答案:BC6.在 26 ℃和1大气压下 ,CO2 在空气中的分子扩散系数 D 等于4.1000000000000005px2/s, 将此数据换算成m2/h 单位, 正确的答案为( )。
A:0.005904 m2/hB:0.05904 m2/hC:0.164m2/hD:0.0164 m2/h答案:B7.己知通用气体常数 R=82.06atmNaN3/mol·K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 应为( )。
A:8.314B:83.14C:82.06D:8.02答案:A8.单位时间内过程的变化率称为()。
A:平衡关系B:物理衡算C:能量衡算D:过程速率正确答案是:答案:D9.一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过()来判断。
A:能量衡算B:平衡关系C:物理衡算D:过程速率正确答案是:答案:B10.常见的单位制有()。
A:国际单位制(SI制)B:其余都是C:绝对单位制D:工程单位制答案:B第二章测试1.层流与湍流的本质区别是()的不同。
A:平均速度B:摩擦阻力系数C:流动阻力D:运动方式答案:D2.流体湍流流动时,层流内层越薄,则流动阻力()。
A:越小B:越大C:无法确定D:先大后小答案:B3.伯努利方程式中u2/2的单位是( ),u2/2g的单位是( ),ρu2/2的单位是( )()。
化工基础复习题及参考答案一.选择题42.(2分) 题号:1550 第1章知识点:700 难度:容易离心泵启动之前要先灌满液,目的是防止()现象发生。
A. 堵塞B. 气蚀C. 气缚*****答案*****C37.(2分) 题号:1538 第1章知识点:700 难度:容易由于泵内存有气体,启动离心泵而不能送液的现象,称为()现象。
A. 气蚀B. 气缚C. 喘振*****答案*****B15.(2分) 题号:1208 第1章知识点:200 难度:中等柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失,试判断B玻璃管水面所处的刻度。
()边1A. a位置B. c位置C. b位置*****答案*****A31.(2分) 题号:1517 第1章知识点:700 难度:中等理想流体在简单管路中作连续流动时,在管子直径小处,静压强就()A. 大B. 小C. 不变*****答案*****B1.(2分) 题号:2093 第2章知识点:100 难度:容易工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是()。
A. 增加热阻,减少热量损失;B. 节约钢材、增强美观;C. 增加传热面积,提高传热效果。
2*****答案*****C5.(2分) 题号:2325 第2章知识点:210 难度:容易流体与固体壁面间的对流传热,当热量通过滞流内层时,主要是以()方式进行的。
A. 热传导B. 对流传热C. 热辐射*****答案*****A4.(2分) 题号:2324 第2章知识点:100 难度:中等稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差()。
A. 愈大B. 愈小C. 不变*****答案*****A6.(2分) 题号:2084 第2章知识点:100 难度:较难3已知钢质园管(外半径为r) 外两层不等厚(b <b)保温材料的温度分布曲线如图示,则A 层导热系数( )B 层的导热系数。
A.小于B.不能确定是否大于C.大于D.等于*****答案*****C1.(2分) 题号:3324 第3章知识点:100 难度:容易气体的享利系数E值越大,表明气体()。
第一章 绪论一、选择题(共3小题,3分)1、(1分)关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是( ) A.可以判断新工艺、新方法的可行性。
B 。
优化工艺过程。
C 。
预测反应的速率。
D.通过热力学模型,用易测得数据推算难测数据;用少量实验数据推算大量有用数据。
E 。
相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础.2、(1分)关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ) (A )研究体系为实际状态。
(B )解释微观本质及其产生某种现象的内部原因. (C )处理方法为以理想态为标准态加上校正。
(D )获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。
(E )应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题.3、(1分)关于化工热力学研究内容,下列说法中不正确的是( ) A.判断新工艺的可行性. B.化工过程能量分析。
C.反应速率预测。
D 。
相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题,3分) 1、(1分)C 2、(1分)B 3、(1分)C第二章 流体的PVT 关系一、选择题(共17小题,17分)1、(1分)纯流体在一定温度下,如压力低于该温度下的饱和蒸汽压,则此物质的状态为( )。
A .饱和蒸汽 B.饱和液体 C .过冷液体 D 。
过热蒸汽2、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。
A 。
高于T c 和高于P cB 。
临界温度和临界压力下C 。
低于T c 和高于P cD 。
高于T c 和低于P c3、(1分)对单原子气体和甲烷,其偏心因子ω,近似等于 . A 。
0 B. 1 C. 2 D 。
34、(1分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为__________A 3326LB 332。
6LC 3.326LD 33.263m5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是__________ A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833B 1。
987cal/kmol KC 82。
吸 收1、30℃水的饱和蒸气压=4.24kPa, (p268, 表五(一))求湿空气中水蒸气的体积分数;042.03.10124.4==x 求水蒸气的质量分数:0265.029958.018042.018042.0=⨯+⨯⨯=m x 求湿空气的密度:315.1302732734.2229958.018042.0m kg =+⨯⨯+⨯=ρ 2、亨利定律为Ex p =* %0515.018100028600==x ,MPa x p E 1971015.53.1014*=⨯==-相平衡常数;19453.101197000===p E m 3、根据,Ex p =*,**=Py p %0232.018800043.03.101*=⨯==E p x (mol%) 质量分数:%057.0189768.9944%0232.044%0232.0=⨯+⨯⨯=x4、%28.22676.20203.0*=⨯==E p x (m o l %) 质量分数:%2.21872.971728.21728.2=⨯+⨯⨯=x5、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧(21%)相平衡的含氧量。
69*1024.51006.410130021.0-⨯=⨯⨯==E p x32266632.91032.918321024.51024.5m gO kgH kgO =⨯=⨯⨯=⨯---脱氧后的最低含氧量:脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。
69*10499.01006.410130002.0-⨯=⨯⨯==E p x36887.0183210499.0m g =⨯⨯- 6、136.012.0112.011=-=-=y y Y ,0101.001.0101.02=-=Y被吸收到氨量:1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m 3kg 03.77172982734.228.110=⨯⨯出口气体体积:V=1000-110.8=889.2m 37、kPax p E 55003.016500*===对于稀溶液,Pa m kmolH M E S .1001.15500001181000134-⨯===ρm x x p E y ==,∴p E m = 43.5101300550000==m8、p Em =43.5101300550000== 147043.5008.0===m y x kg 59.3147044181000=⨯⨯,(环氧乙烷分子量=44)12、稳态下通过气膜的扩散系数(分子扩散的斯蒂芬定律))(21p p p p RT D A N B -=δS m mol .2 p 1=20℃水的蒸汽压=2330Pa 1≈Bp p ,因为气膜中水蒸气分压小。
第一章 流体流动4.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )? 解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为[](绝压)Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-==)-=(A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()(个)695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解:(1)A 点的压力()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ(2)B 点的压力()(表)Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ 7.某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa (表压),在炉外装一安全液封管(又称水封)装置,如本题附图所示。
液封的作用是,当炉内压力超过规定值时,气体便从液封管排出。
试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h 。
第5章 传质过程及塔设备5.2气体的吸收1.空气和CO 2的混合气体中,CO 2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少?解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数摩尔比 ..020251102y Y y ===--. 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少?解 摩尔分数//117=0.010*******/18x =+ 浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0.581/101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218ss c x kmol m M ρ==⨯=../ NH 3与水的摩尔比的计算//1170010610018X ==. 或 ..00105001061100105x X x ===--.3.进入吸收器的混合气体中,NH 3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时NH 3的组成,以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y =摩尔比 (1110101111101)y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为()...211109011100111Y Y η=-=-⨯=()摩尔分数 ...22200111=0010981100111Y y Y ==++4.l00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律,试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
总压为100kPa 。
解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa =亨利系数 *./.0798*******E p x ===/液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯/ 溶解度系数 /*./../()3058107980728H c p kmol m kPa ===⋅液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+./ 气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==//相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p ===5. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯,式中*p 为氧在气相中的平衡分压,单位为kPa x ;为溶液中氧的摩尔分数。
试求总压为.101325kPa ,温度为10℃时,31m 水中最大可能溶解多少克氧?空气中氧的体积分数为21%.解 总压.101325 p kPa =空气中2O 的压力分数 .021A p p ==/体积分数空气中2O 的分压 *..021101325 A p kPa =⨯亨利系数 .6331310E kPa =⨯(1) 利用亨利定律*A p Ex =计算与气相分压..021101325A p kPa =⨯相平衡的液相组成为*. ..62602110132564210 331310A p x kmol O kmol E ⨯===⨯⨯./溶液 此为1kmol 水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O -⨯因为溶液很稀,其中溶质很少1kmol 水溶液≈1kmol 水=18 kg 水10℃,水的密度.39997kg m ρ=/ 故 1kmol 水溶液≈.3189997m /水即 .3189997m 水中最大可能溶解.664210kmol -⨯氧 故 31m 水中最大可能溶解的氧量为 (6426421099973571018)kmol O --⨯⨯=⨯ ...4222357103211410O 114O kg g --⨯⨯=⨯=(2) 利用亨利定律*A A c p H =计算 ()...5369997== 167610/33131018ss H kmol m kPa EM ρ-≈⨯⋅⨯⨯ 31m 水中最大可能溶解的氧量为*(..)(.).5432021101325 16761035710A A c p H kmol O m --==⨯⨯=⨯/ 溶液 ...4222357103211410114kg O g O --⨯⨯=⨯=7. 用清水吸收混合气中的NH 3,进入吸收塔的混合气中,含NH 3体积分数为6%,吸收后混合气中含NH 3的体积分数为0.4%,出口溶液的摩尔比为30012 kmol NH kmol ./水。
此物系的平衡关系为*.076Y X =。
气液逆流流动,试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少?解 已知.1006y =,则()/./..111100609400638Y y y =-==已知.20004y =,则()./..32000410004=40210Y =-⨯已知10.012X =,则*10.760.0120.00912Y =⨯=已知20X =,则*20Y =塔顶气相推动力 *3222 4.0210=Y Y Y -∆=-⨯塔底气相推动力 *1110.06380.009120.0547Y Y Y ∆=-=-=8.CO 2分压力为50kPa 的混合气体,分别与CO 2浓度为./3001kmol m 的水溶液和CO 2浓度为.3005kmol m /的水溶液接触。
物系温度均为25℃,气液相平衡关系*.5166210p xkPa =⨯。
试求上述两种情况下两相的推动力(分别以气相分压力差和液相浓度差表示),并说明CO 2在两种情况下属于吸收还是解吸。
解 温度25℃t =,水的密度为/3s 997kg m ρ=混合气中CO 2的分压为50p kPa = 水溶液的总浓度/39718ss c kmol m M ρ≈=水溶液 (1) 以气相分压差表示的吸收推动力①液相中CO 2的浓度 .32001 A c kmol CO m =/水溶液液相中CO 2的摩尔分数././4001=180********A x c c -==⨯ 与液相平衡的气相平衡分压为*...55416621016621018051030p x kPa -=⨯=⨯⨯⨯= 气相分压差表示的推动力 *503020p p p kPa ∆=-=-=(吸收)② 液相中CO 2的浓度30.05kmol m /A c =水溶液液相中CO 2的摩尔分数40.05/9.02710997/18A x c c -===⨯ 与液相平衡的气相平衡分压为*...554166210166210902710150p x kPa -=⨯=⨯⨯⨯= 气相分压差表示的推动力 *15050100p p p kPa ∆=-=-= (解吸)(2) 以液相浓度差表示的吸收推动力与气相250CO p kPa =分压平衡的液相组成为*..5550166210166210p x ==⨯⨯ 平衡的液相浓度①液相中CO 2的浓度./32001 A c kmol CO m =水溶液液相浓度差表示的推动力为*...3001666001000666kmol /m A A c c c ∆=-=-= (吸收)②液相中CO 2的浓度320.05 CO /A c kmol m =水溶液液相浓度差表示的推动力为*.../300500166600333A A c c c kmol m ∆=-=-= (解吸)10. 混合气含CO 2体积分数为10%,其余为空气。
在30℃、2MPa 下用水吸收,使CO 2的体积分数降到0.5%,水溶液出口组成41610X -=⨯(摩尔比)。
混合气体处理量为/32240m h(按标准状态,.,27315 101325K Pa ),塔径为1.5m 。
亨利系数188E MPa =,液相体积总传质系数(/)3350L K a kmol m h kmol m ⋅=⋅⋅,。
试求每小时用水量及填料塔的填料层高度。
解 (1)用水量计算....,...3112 2 010005010111000550310090995y Y Y Y -======⨯,,.,41610X -=⨯,20X = 混合气流量 2240 '10022.4G kmol h ==/ 惰性气体流量 ()()G G 'y .kmol h 1110010190=-=-=/用水量 G(Y Y )(..)L .kmol /h X X 41241290011100050315910610----===⨯-⨯ ../45159101828610kg h =⨯⨯=⨯(2) 填料层高度Z 计算水溶液的总浓度 /././3995718553s s c M kmol m ρ≈==体积传质系数 ./()3553502765 X L K a cK a kmol m h ==⨯=⋅液相总传质单元高度 .(.)42159102765154OL X L H K a Ωπ⨯==⨯⨯ .326m =①对数平均推动力法计算OL N气液相平衡常数 188942E m p === *..31101119411810X Y m -===⨯//*/./.5220005039453510X Y m -===⨯*..34411111810610= 5810X X X ---∆=-=⨯-⨯⨯*..5522253510053510X X X --∆=-=⨯-=⨯..ln ln .554125151581053510=220910581053510m X X X X X -----∆-∆⨯-⨯∆==⨯∆⨯∆⨯ 液相总传质单元数..41246100272220910OL m X X N X ---⨯-===∆⨯ ②吸收因数法计算OL N..41591018799490L mG ⨯==⨯**ln 2111111OL X X L L N L mG mG X X mG ⎡⎤-⎛⎫=-+⎢⎥ ⎪-⎝⎭⎣⎦- ().ln (3)4310118101187918792731187961011810---⎡⎤-⨯=-+=⎢⎥-⨯-⨯⎣⎦填料层高度 ...32627389OL OL Z H N m =⋅=⨯=12.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯,要求回收99%。