化工原理-第6章 气体吸收

第八章气体吸收

1.在温度为40℃、压力为101.3kPa的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0kPa时，

氨在水中的溶解度为76.6g(NH

3)/1000g(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

76.6

17

0.075

76.61000

1718x



由*pEx亨利系数为

*15.0

kPa200.0

0.075p

E

xkPa相平衡常数为

t200.0

1.974

101.3E

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

992.2

kg/m3溶解度系数为

kPa)kmol/(m276.0kPa)kmol/(m

180.2002.992

33

S



EMH

2.在温度为25℃及总压为101.3kPa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350g/m3

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5

1066.1EkPa，水溶液的密

度为997.8kg/m3

。

解：水溶液中CO

2的浓度为

33350/1000

kmol/m0.008kmol/m

44c对于稀水溶液，总浓度为

3

t997.8

kmol/m55.43

18ckmol/m3

水溶液中CO

2的摩尔分数为

4

t0.008

1.44310

55.43c

x

c

由54*1.66101.44310kPa23.954pEx



kPa

气相中CO

2的分压为

t101.30.03kPa3.039ppy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

*(23.9543.039)kPa20.915pppkPa

3.在总压为110.5kPa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

第6章 气体吸收

1）总压100 ，温度25℃的空气与水长时刻接触，水中的 的浓度为多少？别离用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中 的体积百分率为。

解：将空气看做理想气体：y=

p*=yp=79kPa

查表得 E=×510kPa

610/*Epx

H=)./(10342.6)181076.8/(1000)/(65mkNkmoLEMS

C=p*.H=79××10-5=×10-4kmol/m3

2）已知常压、25℃下某体系的平稳关系符合亨利定律，亨利系数E为

大气压，溶质A的分压为大气压的混合气体别离与三种溶液接触：①溶质A浓度为 的水溶液；②溶质A浓度为 的水溶液；③溶质A浓度为 的水溶液。试求上述三种情形下溶质A在二相间的转移方向。

解： E=×104atm，p=，P=1atm，y=p/P=

① mEP015104.

x135002110183610..

∴ymx110054*. ∴yyy10* ∴平稳

② x2350001110181810..

∴ymx220027*. ∴yyy20* ∴气相转移至液相

③ x3350003110185410..

∴ymx330081*. ∴yyy30* ∴液相转移至气相

④ P=3atm y= E=×104atm ∴m=E/P=×104

x4=x3=×10-5

∴ymx440027*. ∴yyy40* ∴气相转移至液相

3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。总压为1大气压。已知塔底气相中含 %（摩尔分率），水中含 的浓度为 （摩尔分率）。试求塔底温度别离为5℃及30℃时的吸收进程推动力。

解：查表得（50C） E1=×104kpa m1=E1/P=315

用心 爱心 专心

九年级化学第九章 第一节 化学与能源上海科技版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第九章 第一节 化学与能源

二. 教学目标

1. 让学生了解常见的能源如风能、核能、电能、太阳能、地热能等；了解可开发的新能源，知道能源对人类社会发展的重要作用；

2. 增强学生节能意识和环保意识；

3. 做好化学能转化为电能的实验，知道化学能转化为电能的原理、应用及转化后废弃物产生的污染；

4. 学生分组探究氢气的实验室制法，掌握实验室制取氢气的方法，体验科学探究的过程。

重点：

1. 制备H2的原理、装置、收集方法及氢能源的优点；

2. 电能是由化学能转化而成，燃烧化石燃料的缺点，使用化学电源的优点；

3. 节约能源及开发新能源的重要性，增强节能意识。

难点：电池是将化学能转变为电能的一种装置。

三. 具体内容

1. 能源

提供能量的资源称为能源。

2. 常见能源及分类

能否再生 不可再生能源 煤、石油、天然气

可再生能源 太阳能、风能、潮汐能、地热、氢能

能否直接使用 一级能源 煤、石油、太阳能、风能

二级能源 电能

3. 解决能源危机的方法

（1）节约现有能源，延长使用时间（提高能量转化效率、研制和使用节能产品）

（2）开发新能源

4. 化学能转化为电能

（1）化学能转化为电能的途径

（2）化学电池

化学电池 直接把化学能转化为电能的装置

工作原理 通过化学反应，将化学能直接转化为电能

常见电池 锌、锰电池；铅蓄电池；燃料电池等；

共同点 通过化学反应，减少大气污染物，提高能量的转化效率

应用 照明、钟表、计算器、机动车辆、航天等

处理 不乱扔、投入指定垃圾箱、回收再利用

工作过程 Zn失去电子变成Zn2+，Cu2+得到电子变成Cu。 用心 爱心 专心 5. 氢能

优点：原料来源丰富、对环境无污染、燃烧发热量高；

存在问题：制取的成本问题、储存和运输问题；

不能推广的原因：制取的成本太高，储存和运输的成本也很高。

第八章 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76.6 g

(NH3)/1 000 g(H2O)。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 *pEx

亨利系数为

*15.0kPa200.00.075pExkPa

相平衡常数为

t200.01.974101.3Emp

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

992.2kg/m3

溶解度系数为

kPa)kmol/(m276.0kPa)kmol/(m180.2002.99233SEMH

2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3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EkPa，水溶液的密度为997.8 kg/m3。

解：水溶液中CO2的浓度为

33350/1000kmol/m0.008kmol/m44c

对于稀水溶液，总浓度为

3t997.8kmol/m55.4318ckmol/m3

水溶液中CO2的摩尔分数为

4t0.0081.4431055.43cxc

由 54*1.66101.44310kPa23.954pExkPa

气相中CO2的分压为

t101.30.03kPa3.039ppy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

*(23.9543.039)kPa20.915pppkPa