化工基础 第五章习题课
化工基础第5章习题答案
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 。
化工原理第五章习题及答案
第五章蒸馏一、名词解释:1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度:组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。
4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏:是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板:气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。
7、采出率:产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系:在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率:在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率:是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题:1、在精馏塔的任意一块理论板上,其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时,称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。
降低,升高5、间歇精馏操作中,若欲保持馏出液组成不变,必须不断______________,若保持回流比不变,则馏出液组成________________。
线练学校高中化学 第五章 化工生产中的重要非属元素 2 第2课
始驾州参艰市线练学校级性测试1.室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R ,多余的气体R 可用水吸收,则气体R 是( )A .HClB .Cl 2C .COD .NH 3解析:选D 。
从储气瓶导管长短及用水吸收R 的防倒吸装置,可看出R 是一种比空气密度小,易溶于水的气体,故D 选项正确。
2.下列说法中正确的是( )A .所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH 3B .所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N 均呈-3价C .NH 4Cl 溶液中加入NaOH 浓溶液共热时反的离子方程式为NH +4+OH -=====△NH 3↑+H 2OD .NH 4Cl 和NaCl 的固体混合物可用升华法分离解析:选C 。
A 项,有的铵盐受热分解产生氨(如NH 4Cl),有的铵盐受热分解不产生氨(如硝酸铵);B 项,铵盐中的N 不一均呈-3价,如NH 4NO 3中,N 分别为-3、+5价;D 项,可用加热法分离NH 4Cl 和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而不是升华。
3.图示装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液,挤压滴管的头。
下列与事实不相符的是( )A .CO 2(NaHCO 3溶液)/无色喷泉B .NH 3(H 2O 含酚酞)/喷泉C .H 2S(CuSO 4溶液)/黑色喷泉D .HCl(AgNO 3溶液)/白色喷泉解析:选A 。
形成喷泉的前提是气体极易溶于所给溶液或易与所给溶液发生反,从而形成较大的压强差。
A.CO 2在水中的溶解度较小且不与NaHCO 3溶液反,故达不到目的。
B.NH 3极易溶于H 2O ,溶液呈碱性,显;C.H 2S 与CuSO 4溶液反,生成CuS 黑色沉淀;D.HCl 与AgNO 3溶液反,生成AgCl 白色沉淀。
后三项均可形成喷泉。
4.只用一种试剂就能将NH 4Cl 、(NH 4)2SO 4、NaCl 、Na 2SO 4四种溶液区分开,这种试剂是( )A .NaOH 溶液B .AgNO 3溶液C .Ba(OH)2溶液D .BaCl 2溶液解析:选C 。
化工基础第四版上册课后习题答案(福建师范大学上海师范大学)第五章 吸 收
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。
南工大化工原理第五章 习题解答
第五章习题解答1)总压100,温度25℃的空气与水长时间接触,水中的的浓度为多少?分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中的体积百分率为0.79。
解:将空气看作理想气体:y=0.79p*=yp=79kPa查表得E=8.76×kPaH=C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m32)已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为大气压,溶质A的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触: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。
试求上述三种情况下溶质A在二相间的转移方向。
解: E=0.15×104atm,p=0.054atm,P=1atm,y=p/P=0.054①∴∴∴平衡②∴∴∴气相转移至液相③∴∴∴液相转移至气相④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm∴m=E/P=0.05×104x4=x3=5.4×10-5∴∴∴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 1.5%(摩尔分率),水中含的浓度为(摩尔分率)。
试求塔底温度分别为5℃及30℃时的吸收过程推动力。
解:查表得(50C)E1=3.19×104kpa m1=E1/P=315p*1=Ex=0.3194)总压为100,温度为15℃时的亨利系数E为。
试计算:①H、m的值(对稀水溶液密度为);②若空气中的分压为50,试求与其相平衡的水溶液浓度,分别以摩尔分率和摩尔浓度表示。
5)在总压为100、水温为30℃鼓泡吸收器中,通入纯,经充分接触后测得水中的平衡溶解度为溶液,溶液的密度可近似取为,试求亨利系数。
解: p*=100KPa(mol/L)/kPakPa6)组分A通过另一停滞组分B进行扩散,若总压为,扩散两端组分A 的分压分别为23.2和 6.5。
化工基础第5章习题答案
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 。
化工原理第五章习题及答案学习资料
化工原理第五章习题及答案第五章蒸馏一、名词解释:1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度:组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。
4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏:是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板:气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。
7、采出率:产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系:在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率:在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率:是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题:1、在精馏塔的任意一块理论板上,其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时,称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。
降低,升高5、间歇精馏操作中,若欲保持馏出液组成不变,必须不断______________,若保持回流比不变,则馏出液组成________________。
线练学校高中化学 第五章 化工生产中的重要非属元素 第二节 氮及其化合物 第2课
始驾州参艰市线练学校第2课时氨和铵盐夯实基础轻松达标1.1 L 0.1 mol·L-1的氨水中所含溶质的微粒的物质的量为( )A.0.1 mol NH3分子B.0.1 mol NH3·H2O分子C.NH3分子和NH3·H2O分子共0.1 molD.NH3分子和NH3·H2O分子及N共0.1 mol答案D解析根据氮原子守恒很容易得出:n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(N)=0.1mol。
2.检验氨可以用( )A.湿润的石蕊试纸B.干燥的石蕊试纸C.干燥的蓝色石蕊试纸D.湿润的蓝色石蕊试纸答案A解析氨溶于水,溶液呈碱性。
3.碳酸氢铵是中国主要生产的氮肥品种之一,它属于铵态氮肥(铵盐)。
下列有关铵盐的叙述说法正确的是( )A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3B.所有铵盐中氮元素均呈-3价C.NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共热时,反的离子方程式为N+OH-NH3↑+H2OD.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离NH3,氯化铵、碳酸氢铵分解可生成NH3,NH4NO3分解不产生NH3,A项错误;硝酸铵中硝酸根离子所含氮元素显+5价,B项错误;可用加热法分离氯化铵和某些既不分解、也不升华的物质组成的混合物,但加热时NH4Cl分解生成NH3和HCl,冷却二者又重合,该过程为化学变化,不是升华,D项错误。
4.下列方法适合室制取氨的是( )A.N2和H2催化加热制取氨B.加热NH4Cl制取氨C.将浓氨水向碱石灰固体上滴加D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合项适用于工业生产氨;B项因为NH4Cl分解生成的NH3、HCl遇冷又化合为NH4Cl,不能制取氨;D项由于NH3极易溶于水,不适合制取NH3。
5.室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M,多余的气体可用水吸收,则M是( )A.氨气B.一氧化碳C.二氧化氮D.氯化氢M用干燥管干燥、用向下排空气法收集、用防倒吸装置吸收,可知气体M的密度比空气的小,且在水中溶解度非常大,符合条件的只有氨,选A项。
化工基础第二版答案张近第五章
化工基础第二版答案张近第五章化工基础第二版答案张近第五章本章节主要讲解了有关流体的基本概念和性质,对于化工生产过程中的传热、传质、分离等都有重要意义。
下面是本章中的重点内容及答案。
一、流体的基本概念及性质1. 流体的定义是什么?答:流体是能够流动的物质,包括液体和气体。
2. 流体的黏度是什么?答:流体的黏度是指流体内部分子之间相互作用力的大小和强度的量度。
3. 流体的密度和体积密度有何不同?答:流体的密度是指流体单位体积内的物质质量,而体积密度则是指单位质量物质所占据的体积。
4. 流体的表面张力是什么?答:流体的表面张力是指单位长度上的表面能量。
5. 流体静力学的基本方程式是什么?答:流体静力学的基本方程式为泊松方程。
二、传热、传质和分离1. 传热的三种方式是什么?答:传热的三种方式是传导、对流和辐射。
2. 固体和流体之间传热的区别是什么?答:固体传热主要依靠传导,而流体传热则除了传导,还有对流。
3. 传质的主要方式有哪些?答:传质的主要方式有分子扩散和对流,其中分子扩散只适用于液体和气体,对流则适用于各种状态的流体。
4. 分离的理论基础是什么?答:分离的理论基础是依据物质在不同条件下的物理、化学性质不同,使它们分离出来。
三、流体的运动学1. 流量的定义是什么?答:流量是指单位时间内流体通过单位横截面积的体积或质量。
2. 流速是什么?答:流速是指单位时间内流体通过一定截面所形成流管积分夹角的长度。
3. 流态的性质有哪些?答:流态的性质有黏性、惯性、不可压缩性和不可旋转性。
其中不可旋转性只适用于层流。
4. 流态与流量的关系是什么?答:流态与流量的关系是流量与流态的性质有关。
例如,黏性大的流体流量小,流速慢,惯性大的流体则相反。
以上就是本章的重点内容及答案,希望能对学习化工基础的同学有所帮助。
化学工程基础第5章 课后答案【khdaw_lxywyl】
L = 3.5q n ,D = 3.5 × 27.78
h
∴
q n ,V = 97.23 + 27.78
∴
ww
w. kh d
=125.01 [ Kmol ] h ∴ q n ,D = 201.4 ∴ [ Kmol ] h qn,F = qn,D + qn,W
3、有一个甲醇精馏塔,采用连续精馏,常压操作;进料的组成为 84%(摩尔百分数,
案
网
= 125.01[ Kmol ]
h
.c o
∵
q n ,V = q n ,L + q n ,D
m
= 97.23 Kmol
4、在常压连续精馏塔中,分离甲醇-水溶液。已知进料的泡点温度为 75.3 C,操作条件 下甲醇和水的气化潜热分别为 1055kj/kg 和 2320Kj/kg, 甲醇和水的比定压热容分别为 2.68kj/(kg ⋅ K)和 4.19KJ/(kg ⋅ K)。若原料液组成为 0.4(甲醇的摩尔分数) ,温度为 30 ° C , 试求进料热状态参数。 解: I − I f 将1kmol进料变为饱和蒸气所需 要的热量 ∵ δ= v = Iv − I l 原料液的kmol气化潜热
⎧F = D + W ⎨ ⎩Fx f = Dx d + Wx W
课
1172 = 2.644 52.4 + 224.4
=
1279.4 = 2.904 440.6
q n ,F = q n ,D + q n ,D q n ,F x f = q n ,D x d + q n , W x W
∴
q n ,D =
课
∴ δ=
79.556 × (75.3 − 30) +1 38560
第五章化工基础吸收单元复习答案
化工基础吸收单元复习题一.填空题1.在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y =____ 0.0916 ____,比摩尔分率Y = 0.1012.用亨利系数E表达的亨利定律表达式为__ P*=Ex _____.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=___680mmHg ,相平衡常数m=__ 0.894____.3.用气相浓度△Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为____ N =k Y(Y-Y i) ,以传质总系数表达的速率方程为N =K Y(Y-Y*)_4.用△p, △c为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数K与分系数k L,k G的关系式为1/K=1/k+m/k .5.用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A,物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y =0.06,要求出塔气体浓度y =0.008,则最小液气比为__ 1.733______.6.气液两相平衡关系取决于以下两种情况:(1) 若p*〉p 或 C 〉C* 则属于_解吸_过程(2) 若p 〉p*或C*〉C 则属于_吸收过程8.由于吸收过程气相中的溶质分压总_大于___液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线总是在平衡线的__上方__。
增加吸收剂用量,操作线的斜率_增大___,则操作线向__远离__平衡线的方向偏移,吸收过程推动力(y-y*)_增大___。
9.吸收中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数减小,传质推动力增大。
10.在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将_减少_,操作线将_靠近平衡线。
11.当温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将增加,在液相中的分子扩散系数将增加12.对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的H OG将不变,N OG将_增加(增加,减少,不变)。
化工原题第五章习题及答案
化工原题第五章习题及答案化工原题第五章习题及答案化工工程是一门综合性的学科,涉及到化学、物理、数学等多个领域的知识。
在学习过程中,习题是非常重要的一部分,通过解答习题可以加深对知识的理解和掌握。
本文将介绍化工原题第五章的一些习题及其答案,希望对化工工程专业的学生有所帮助。
1. 习题一:某化工反应器中发生了一个一级反应,反应速率常数为k=0.02min^-1,反应物A的初始浓度为1 mol/L,求反应物A在10分钟后的浓度。
解答:一级反应的反应物浓度随时间的变化满足一级反应动力学方程:[A] =[A0]e^(-kt),其中[A]为反应物A的浓度,[A0]为初始浓度,k为反应速率常数,t为时间。
代入已知数据,[A] = 1e^(-0.02*10) = 1e^(-0.2) ≈ 0.818 mol/L所以,反应物A在10分钟后的浓度约为0.818 mol/L。
2. 习题二:某化工过程中,反应物A与反应物B按化学计量比1:2反应生成产物C。
已知反应物A的初始浓度为0.5 mol/L,反应速率常数为k=0.03L/(mol·min),求产物C的生成速率。
解答:根据化学计量比,反应物A与反应物B的摩尔比为1:2,即[A]:[B] = 1:2。
由于反应物A的浓度为0.5 mol/L,所以反应物B的浓度为2*0.5=1 mol/L。
根据反应速率常数的定义,反应速率v = k[A]^m[B]^n,其中m和n分别为反应物A和B的反应级数。
根据化学计量比,反应物A和B的反应级数分别为1和2,所以反应速率v =k[A]^1[B]^2 = 0.03*0.5*1^2 = 0.015 L/(mol·min)所以,产物C的生成速率为0.015 L/(mol·min)。
3. 习题三:某化工过程中,反应物A按一级反应消失,反应速率常数为k=0.01 min^-1,反应物A的初始浓度为2 mol/L,求反应物A在30分钟后的浓度。
化工热力学第五章作业讲解
第五章 例题一、填空题1. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 ,(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ,(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。
2. 说出下列汽液平衡关系适用的条件(1) l i v i f f ˆˆ= ______无限制条件__________; (2)i l i i v i x y ϕϕˆˆ= ______无限制条件____________; (3)i i s i i x P Py γ= _________低压条件下的非理想液相__________。
3. 丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时,恒沸组成x 1=y 1=0.796,恒沸温度为327.6K ,已知此温度下的06.65,39.9521==s s P P kPa 则 van Laar 方程常数是 A 12=______0.587_____,A 21=____0.717____ (已知van Laar 方程为 221112212112x A x A x x A A RT G E+=)4. 在101.3kPa 下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x 1=0.613和64.95℃,该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa ,恒沸体系中液相的活度系数693.1,38.121==γγ。
1. 组成为x 1=0.2,x 2=0.8,温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的3733,1866),/(75212121==+=s s E t P P n n n n G Pa) ___0.334____________。
2. 若用EOS +γ法来处理300K 时的甲烷(1)-正戊烷(2)体系的汽液平衡时,主要困难是MPa P s4.251=饱和蒸气压太高,不易简化;( EOS+γ法对于高压体系需矫正)。
3. EOS 法则计算混合物的汽液平衡时,需要输入的主要物性数据是ij Ci Ci Ci k P T ,,,ω,通常如何得到相互作用参数的值?_从混合物的实验数据拟合得到。
化工原理习题答案第五章
待求的温度 t,就是 PAo/ PBo=3.5 时的温度,用试差法计算。 假设 t=80℃,PAo=181.1 kPa,PBo=50.93 kPa PAo/ PBo=181.1/50.93=3.556>3.5 温度 t 越小,则 PAo/ PBo 就越大,故所假设的 t 偏小。 假设 t=85℃,PAo=215.9 kPa,PBo=62.78 kPa PAo/ PBo=215.9/62.78=3.44 用比例内插法求 PAo/ PBo=3.5 时的温度 t (t80)/(8580)=(3.53.556)/(3.443.556) 求得 t=82.4℃,在此温度下,PAo=197.2 kPa,PBo=56.35 kPa,则 PAo/ PBo=197.2/56.35=3.5 故 t=82.4℃是待求温度 总压 P= PAox/y=197.2×0.6/0.84=140.9 kPa
解: (1)t=80℃时,PAo=181.1 kPa,PBo=50.93 kPa 总压 P=( PA -PBo)x + PBo=(181.150.93) ×0.5+ 50.93=116 kPa 气相组成 y= PAox/P=181.1×0.5/116=0.781 (2) 已知 P=101.33 kPa,x=0.4,求 t, y P=101.33 kPa 时,甲醇的沸点是 64.7℃,丙醇的沸点是 97.2℃,所求气液相平衡温度必 在 64.7℃与 97.2℃之间。 假设 t=75℃,计算 PAo=151.1 kPa,PBo=41 kPa 液相组成 x=(P PBo)/( PAoPBo)= (101.33 41)/( 151.141)=0.548>0.4 计算 x 值大于已知的 x 值,故所假设的温度 t 偏小,重新假设大一点的 t 进行计算,将三次 假设的 t 与计算的 x 值列于下表,并在习题 5-1 附图 1 上绘成一条曲线,可知 x=0.4 时的平 均温度 t=79.5C 习题 5-1 附表 计算次数 假设 t/℃ x 第一次 75 0.548 第二次 80 0.387 第三次 85 0.252
化工基本知识第五章知识题及答案解析
第五章蒸馏一、名词解释:1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度:组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。
4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏:是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板:气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。
7、采出率:产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系:在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率:在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率:是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题:1、在精馏塔的任意一块理论板上,其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时,称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。
降低,升高5、间歇精馏操作中,若欲保持馏出液组成不变,必须不断______________,若保持回流比不变,则馏出液组成________________。
化工基础 第五章习题课
10.苯-甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下,饱和蒸 0 p 甲苯 46kpa 气压和温度的关系如下:在85℃时,
p0苯 116.9kpa, 在105℃时, p 0甲苯 86kpa
p 0 苯 204.2kpa
求: (1)在85℃和105℃时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度; (2)在此总压下,若85℃时, x苯 0.78
6、操作线方程
⑴ 精馏段操作线方程 回流比 汽液关系 ⑵ 提馏段操作线方程 汽液关系 ⑶ q线方程 加料板物料关系 7、最小回流比
总结—液体的精馏
1.相平衡关系:
拉乌尔定律:
pi p x
* A A * B B
* i i
y A pA p x xA y B pB p x xB
x A yA 1 ( 1) x A
q xF x 进料操作线方程(q 线方程): y q 1 q 1
习 题
1、双组分溶液的相对挥发度α 是溶液中 的挥发度对 的挥发度之比,若α =1表示 。物系的α 值愈 大,在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。 易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离 2.工业生产中在精馏塔内将 过程和 过程有机结合 起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区 别。 多次部分气化,多次部分冷凝,回流
2)吸收速率(双膜理论)
3)填料吸收塔的计算 3.液体的精馏 1)气液相平衡 2)连续精馏分析 3)物料衡算
重点:
本章主要学习传质过程基本规律,包括气体 的吸收和液体的精馏。 气体的吸收 1.熟练掌握吸收相平衡基本规律; 2.掌握吸收双膜理论,吸收速率方程; 3.掌握填料吸收塔的有关计算; 4.了解主要吸收设备的性能。
(1)回流比及进料热状况参数;(2)馏出液及原料液组
化工基础第四版课后习题答案
化工基础第四版课后习题答案化工基础第四版是一本经典的化工教材,深受广大学生喜爱。
然而,对于学生来说,课后习题往往是一个头疼的问题。
因此,为了帮助大家更好地理解和掌握课后习题,本文将为大家提供化工基础第四版课后习题的详细答案。
第一章:化工概述1. 化工是一门综合性的工程学科,研究化学原理和工程实践的结合,旨在将原始材料转化为有用的产品。
2. 化工过程包括物质的变化、传递和分离等基本操作,如反应、传热、传质和分离等。
3. 化工工程师需要具备扎实的化学基础知识、工程计算和实践经验,以及良好的沟通和团队合作能力。
第二章:物质的性质和状态1. 物质的性质包括物理性质和化学性质。
物理性质是指物质的可观测特征,如颜色、密度和熔点等;化学性质是指物质与其他物质发生化学反应时表现出的特性。
2. 物质的状态包括固态、液态和气态。
固态的分子间距离紧密,分子振动受限;液态的分子间距离较大,分子振动自由;气态的分子间距离很大,分子运动自由。
3. 物质的状态变化包括升华、凝固、融化、汽化和凝结等过程。
这些过程涉及到物质的能量转移和分子间力的变化。
第三章:质量和物质平衡1. 质量守恒定律是化工过程中最基本的原理,它指出在封闭系统中,物质的质量不会凭空消失或增加。
2. 物质平衡是指在化工过程中,输入和输出的物质量需要保持平衡。
可以通过编写物质平衡方程来解决物质平衡问题。
3. 物质平衡方程的一般形式为输入物质量=输出物质量+积累物质量。
通过对输入和输出物质量的测量,可以求解未知的积累物质量。
第四章:能量平衡1. 能量守恒定律是指在封闭系统中,能量不会凭空消失或增加。
能量平衡是化工过程中另一个重要的基本原理。
2. 能量平衡方程的一般形式为输入能量=输出能量+积累能量。
通过对输入和输出能量的测量,可以求解未知的积累能量。
3. 能量平衡方程中的能量包括热能、化学能和机械能等。
在实际应用中,常用热能平衡方程来解决能量平衡问题。
第五章:流体力学基础1. 流体力学是研究流体运动和力学性质的学科。
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3.在连续精馏塔内,加料板以上的塔段称为 ,其作用 是 ;加料板以下的塔段(包括加料板) 称为 ,其作用是 。
精馏段,提浓上升蒸汽中易挥发组分, 提馏段,提浓下降液体中难挥发组分
习 题
4.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为 E1=3.6155×102Pa,E2=1.1363×103Pa,E3=6.7145×102Pa,则 ( ) A t 1< t2 B t3 > t2 C t 3< t1 D t 1> t2 5.享利定律是一个稀溶液定律,其享利系数E值愈小,表明该气体的 溶解度( )。 A. 愈大; B. 不变; C. 愈小; 6.根据双膜理论,吸收过程主要是 通过气膜和液膜的扩散过程。 a.吸收剂 b.吸收质 c.吸收液 7.传质的基本方式有:__________和_________。
传质过程与塔设备
习题课
1.概述 传质过程与塔设备简介 2.气体的吸收 1)亨利定律
2)吸收速率(双膜理论)
3)填料吸收塔的计算 3.液体的精馏 1)气液相平衡 2)连续精馏分析 3)物料衡算
重点:
本章主要学习传质过程基本规律,包括气体 的吸收和液体的精馏。 气体的吸收 1.熟练掌握吸收相平衡基本规律; 2.掌握吸收双膜理论,吸收速率方程; 3.掌握填料吸收塔的有关计算; 4.了解主要吸收设备的性能。
小结
相平衡方程-—亨利定律的三种表达方式:
1. 用吸收质在溶液中的摩尔分数 x 表示:
p Ex
*
E --- 亨利系数, Pa; 其值随温度的升高而升高.
2. 用吸收质在溶液中的物质的量浓度C (kmol•m-3)表示:
c Hp *
*
1 p c H
*
H--- 溶解度系数,单位 kmol•m-3•Pa-1 ,其值随温度升高而降低.
N KG ( p p )
*
1 1 1 KG HkL kG
总吸收阻力 液相总吸收速率 液膜吸收阻力 气膜吸收阻力
N K L (c c )
*
1 1 1 KG Hk L k G
1 H 1 K L kG k L
K G HK L
1 H 1 K L kG k L
10.苯-甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下,饱和蒸 0 p 甲苯 46kpa 气压和温度的关系如下:在85℃时,
p0苯 116.9kpa, 在105℃时, p 0甲苯 86kpa
p 0 苯 204.2kpa
求: (1)在85℃和105℃时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度; (2)在此总压下,若85℃时, x苯 0.78
3. 用吸收质在两相中的摩尔分数x
m---相平衡系数,无量刚.
小结—吸收速率
1. 单相内的分子扩散:
费克定律
dn dc A NA DAB d dz
液相
气相
N DAB
N DAB
cA c0 l cBm pA p RT g pBm
用平均相对挥发度值求y苯。
解:(1)在85℃时:
p 0 苯 116.9 1 0 2.54 46 p 甲苯 204 .2 在105℃时: 2= 2.37 86 平均相对挥发度 1 2 2.54 2.37
(2)用
m
m
2
2
2.46
求y苯(85℃时)
m x苯 2.46 0.78 y苯 0.897 1 1x苯 1 1.46 0.78
(1)回流比及进料热状况参数;(2)馏出液及原料液组
成;(3)若回流比为3,测得从精馏段第二层塔板下降液 体的组成为0.82(摩尔分数,下同),从第三层塔板上升 的蒸气组成为0.86,则此时的馏出液组成又为多少?
作业:
1.p200:5 2. P226:3,4,6
5.填料吸收塔的计算
1)物料衡算与操作线 吸收的操作线方程
Y= (qn ,L /qn ,V)X +[Y1 - (qn ,L /qn ,V) X1]
液气比: qn ,L / qn,V , 吸收率:
qn , L qn ,V
Y1 Y2 X1 X 2
(Y1 Y2 ) Y1 Y2 (1 )Y1
8. 简述双膜理论的主要观点。 答:双膜理论的主要观点有:
(1)气液界面上存在气膜和液膜,吸收质以分子扩散
的方式通过两个膜层;
(2)气相、液相主体因系湍流,无传质阻力,相界面
发生溶解,膜层扩散是传质的主要阻力; (3)相界面溶解进行较快处于平衡状态。
9.试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的
2)填料层高度的计算
q n (V ) H K Y aA0
传质单元高度 (HOG) *传质单元与传质单元高度 传质单元:
dY Y2 Y Y * H OG N OG
Y1
传质单元数 (NOG)
dY * Y Y
过程中吸收质的浓度变化 过程中的推动力
液体的精馏主要公式:
1、拉乌尔定律 2、道尔顿定律 3、气液平衡方程 4、物料衡算 5、塔顶回收率
yA xA ( 1) y A
2.连续精馏分析:
3.连续精馏的物料衡算:
qn, F qn, D qn,W
塔顶易挥发组分回收率:
qn , D xD qn , F xF
塔底难挥发组分回收率:
qn,W ( 1 xW) qn,( F 1 xF)
操作线:
R 1 xn xd 精馏段操作线 R 1 R 1 q'n , L qn,w ym1 xm xw q'n, L qn,w q'n, L qn,w 提馏段操作线 yn 1
影响并说明适宜回流比如何确定。
答;(1)回流比有两个极限,全回流时,达到一定的分离程度需 要的理论板层数最小(设备费最低),但无产品取出,对 工业生产无意义; (2)最小回流比时,需要无限多理论板层数,设备费为无限大,
随回流比加大, NT 降为有限数,设备费降低,但随R加
大,塔径、 换热设备等加大,且操作费加大。 (3)操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小,通常 取R=(1.1~2)Rm i n 。
2.对流扩散速率
dc A NA (DE DAB) dz
3. 双膜理论 4.吸收速率
1)单相膜层分吸收速率
气膜:
N kG ( p pi )
DAB p kG RT G pBm
液膜:
N k L (ci c)
DAB c0 kL L cBM
2)总吸收速率
气相总吸收速率
11.有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液, 在泡点温度下进入连续精馏塔。进料组成为0.6 (摩尔分数,下同),馏出液组成为0.9;回流比 为1.5,全塔效率为0.5。求(1)用逐板计算法求 精馏段所需要的理论板数NT精
12.在一双组分连续精馏塔中,已知精馏段操作线方程 为 y 0.715x 0.271 ;q线方程为 y 2.81x 0.91,求:
q xF x 进料操作线方程(q 线方程): y q 1 q 1
习 题
1、双组分溶液的相对挥发度α 是溶液中 的挥发度对 的挥发度之比,若α =1表示 。物系的α 值愈 大,在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。 易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离 2.工业生产中在精馏塔内将 过程和 过程有机结合 起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区 别。 多次部分气化,多次部分冷凝,回流
6、操作线方程
⑴ 精馏段操作线方程 回流比 汽液关系 ⑵ 提馏段操作线方程 汽液关系 ⑶ q线方程 加料板物料关系 7、最小回流比
总结—液体的精馏
1.相平衡关系:
拉乌尔定律:
pi p x
* A A * B B
* i i
y A pA p x xA y B pB p x xB
x A yA 1 ( 1) x A