化工原理第五章吸收题答案

六 吸 收

浓 度 换 算

2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩 尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分 子 扩 散

2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液 面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质 阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨 在气相中的组成ya=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量NA = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数DG=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相 平 衡 与

六 吸 收

浓 度 换 算

2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩 尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分 子 扩 散

2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液 面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质 阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨 在气相中的组成ya=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量NA = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数DG=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相 平 衡 与

六吸收

浓度换算

2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:

(1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分子扩散

2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律

2.6 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21

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 p0 A 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p0 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p0 p0 式中t为温度[℃]。 A、B [mmHg],按下述Antoine方程计算： lg p0 A=6.89740-12

五 蒸馏习题解答

1解:

(1)作x-y图及t-x(y)图,作图依据如下: ∵xA=(p-pB0)/(pA0-pB0); yA=pA0×xA/p

以t=90℃为例,xA=(760-208.4)/(1008-208.4)=0.6898 yA=1008×0.6898/760=0.9150 计算结果汇总: t℃ x y 4.612x/(1+3.612x) 80.02 1 1 1 90 0.6898 0.9150 0.9112 100 110 120 0.3777 130 0.0195 0.0724 131.8 0 0 0 0.4483 0.2672 0.1287 0.7875 0.6118 0.7894 0.6271 0.4052 0.0840 (2)用相对挥发度计算x-y值: y=αx/[1+(α-1)x]

式中α=αM=1/2(α1+α2) ∵α=pA0/pB0

α1=760/144.8=5.249 ;α2=3020/760=3.974 ∴αM=1/2(α1

五 蒸馏习题解答

1解:

(1)作x-y图及t-x(y)图,作图依据如下: ∵xA=(p-pB0)/(pA0-pB0); yA=pA0×xA/p

以t=90℃为例,xA=(760-208.4)/(1008-208.4)=0.6898 yA=1008×0.6898/760=0.9150 计算结果汇总: t℃ x y 4.612x/(1+3.612x) 80.02 1 1 1 90 0.6898 0.9150 0.9112 100 110 120 0.3777 130 0.0195 0.0724 131.8 0 0 0 0.4483 0.2672 0.1287 0.7875 0.6118 0.7894 0.6271 0.4052 0.0840 (2)用相对挥发度计算x-y值: y=αx/[1+(α-1)x]

式中α=αM=1/2(α1+α2) ∵α=pA0/pB0

α1=760/144.8=5.249 ;α2=3020/760=3.974 ∴αM=1/2(α1

6－3. 进入吸收器的混合气体中，NH3体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH3的组成，以摩尔比Y和摩尔分数y表示。

吸收率的定义为

??Y被吸收的溶质量Y1?Y2??1?2

原料气中的溶质量Y1Y1解：

∵ 混合气体中组分的摩尔分率=体积分率

∴ Y1?y10.1??0.111 1?y11?0.1Y2 Y1又 ∵??1? ∴ Y2?Y1(1??)?0.111?(1?0.9)?0.0111 y2?

7. 温度为20℃，总压为0.1MPa时，co2水溶液的相干衡常数为m=1660。当总压为1MPa时，相平衡常数m为多少?温度为20℃时的亨利系数Ｅ为多少MPa?

解：

Y20.0111??0.011 1?Y21?0.0111E(E在一定温度下不变) p ∴20℃,总压为0.1MPa时

E?mp?1660?0.1?166(MPa) ∴20℃,总压为1MPa时

E166 m???166(MPa)

P1∵m?10. 如习题5-10附图所示,在一细金属管中的水保持25℃，在管的上口有大量干空气（温度25℃，总压101.325kPa）流过,管中的水汽化后在

第五章 吸收作业

2012-11-26

【5-10】 如习题5-10附图所示，在一细金属管中的水保持25℃，在管的上口有大量干空气（温度25℃，总压101.325kPa）流过，管中的水汽化后在管中的空气中扩散，扩散距离为100mm。试计算在稳定状态下的汽化速率[kmol/(m2?s]。

习题5-10附图

解: 查表得: 25℃时，水的饱和蒸汽压p?A?3.2895kPa 水在空气中的分子扩散系数

D?0.256cm2?s??0.256?10?4m2/s

扩散距离为Z?100mm?0.1m

NA?Dp?(pA1?pA2) RTZpBm? ∵ pA1?p?A ； pA1?pA

pB1?p?p?A?101.325?3.2895?98.036(kPa)

pB2?p?101.325(kPa)

∴ pBm?pB2?pB1plnB2pB1p?(p?p?A)lnp

?p?p?A101.325?(101.325?3.2895)?ln101.325101.325?3.2895?99.68(kPa)NA?pD?(pA1?pA2)RTZpBm0.256?

第五章 吸收

相组成的换算

【5-1】 空气和CO2的混合气体中，CO2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，y?0.2摩尔分数 摩尔比

Y?y1?y?0.21?0.2?0．25

【5-2】 20℃的l00g水中溶解lgNH3, NH3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x?1/171/17?100／18=0．0105

浓度c的计算20℃，溶液的密度用水的密度?s溶液中NH3的量为 溶液的体积

n?1?10/?3?3?998.2kg/m3代替。

1k7mo l3V?101?10/998.2 m

=0．581kmol／m3溶液中NH3的浓度c或

c??nV=1?10101?10?3/17/998.2?3

?sMsx?99.823?0．010?5．0km58ol2／m18

NH3与水的摩尔比的计算

X?1/17100/18X?x1?x?0．0106

?0．0106或

?0.01051?0.0105

【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH3的组成，以摩尔比Y和摩尔分数y表示

第5章 自顶向下语法分析方法

第1题

对文法G[S] S→a||(T)∧ T→T,S|S

(1) 给出(a,(a,a))和(((a,a),,(a)),a)∧的最左推导。

(2) 对文法G，进行改写，然后对每个非终结符写出不带回溯的递归子程序。 (3) 经改写后的文法是否是LL(1)的?给出它的预测分析表。

(4) 给出输入串(a,a)#的分析过程，并说明该串是否为G的句子。 答案：

也可由预测分析表中无多重入口判定文法是LL(1)的。

可见输入串（a,a）#是文法的句子。 第3题

已知文法G[S]： S→MH|a H→LSo|ε K→dML|ε L→eHf M→K|bLM

判断G是否是LL(1)文法，如果是，构造LL(1)分析表。

第7题

对于一个文法若消除了左递归，提取了左公共因子后是否一定为LL(1)文法?试对下面文法进行改写，并对改写后的文法进行判断。

(１)A→baB|ε

B→Abb|a (2) A→aABe|a B→Bb|d (3) S→Aa|b A→SB B→ab 答案：

(１)先改写文法为：

0) A→baB 1) A→ε 2) B→baBbb 3) B→bb 4)