化学工程基础习题答案(武汉大学__第二版)第5章

《化学工程基础习题答案(武汉大学__第二版)第5章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章：吸收习题541、在总压为1.00×10Pa，温度为303K的条件下，氮在空气中的分压为2.126×10Pa。求：（1）yA和YA；（2）与气相平衡的水溶液浓度，分别用xA和XA表示（设体系服从亨利定律）42.126×10解：（1）yA=5=0.2126=21.26%1.00×10yA0.2126YA===0.271-yA1-0.21269（2）查30°CN2的亨利系数为9.36×10Pa∵pA*=ExAp.9126×104A-6∴xA*===2.27×10E9.936×10x.2301×10−6A-6XA===2.27×101-xA−61−

2、.227×1052、当总压为1.013×10Pa、温度为293K时，氧在水中的溶解度可用下式表示：9pA*=4.01×10xA式中：pA*为氧的平衡分压，Pa；xA为氧在溶液中的摩尔分数。试求在此状态下，空气与水充分接触后，每立方米水中溶有多少克氧？解：空气中含氧21%（体积百分数），氧的分压为：54pA=0.21×1.013×10=2.127×10Pa-3水的密度近视取1000kg·m溶解度系数：ρ1000×103-5-3-1H===1.368×10mol·m·PaEM9.406×10×18根据亨利定律：cApA*=H4-5-3cA=pA*·H=

3、2.127×10×1.385×10=0.295mol·m每立方米水中溶有氧：0.295×32=9.44g15-33、已知在1.013×10Pa下，100g水中溶有H2S7.821×10g，溶液上方H2S的平衡分压2026kPa。求：-3-1（1）溶解度系数H(mol·m·Pa);（2）以气相分压与液相摩尔分数之间关系表示的相平衡方程；（3）相平衡常数；（4）总压提高一倍时的E、H、m值。-37.821×10-4解：（1）液相中H2S的量为：=2.30×10mol34-42.30×10-6-3-3cA=-3=2.30×10mol·cm=2.30mol

4、·m7.821×10+100cA2.30-3-3-1溶解度系数：H===1.135×10mol·m·PaP*2026A（2）亨利系数ρ10007E===4.895×10PaHM−3−3.1135×10×107相平衡关系为：pA*=4.895×10xA（3）相平衡常数7E4.895×10m==5=483P1.013×10（4）当总压不太高时，总压增大一倍，E、H不变，但m将变化。/EE1m=/==m=242P2P24、303K下，SO2分压为3039Pa的混合气分别与下列溶液接触：-3a)含SO225.60mol·m的水溶液；-3b)含SO236.2

5、5mol·m的水溶液；求这两种情况下传质的方向和传质推动力（分别以SO2气相分压差和液相浓度差表示）。6已知303K时，SO2的E=4.85×10Pa。-3解：30℃水的密度为995.7kg·mρ9957.×103-3-1H===0.0114mol·m·PaEM6.485×10×18（1）与pA=3039Pa呈平衡的液相浓度为-3-3cA=pA·H=3039×0.0114=34.64mol·m﹥25.60mol·m所以发生吸收过程，传质推动力为：-3cA*-cA=34.64–25.60=9.04mol·m-3与cA=25.60mol·m呈平衡的气相

6、分压为：cA36.25pA*===2226PaH.00114传质推动力为：pA-pA*=3039–2226=813Pa2-3-3（2）因为36.25mol·m﹥34.95mol·m所以发生解吸过程，其推动力为-3cA-cA*=36.25–34.64=1.61mol·m-3与cA=36.25mol·m呈平衡的气相分压为：cA36.25pA*===3180PaH.00114pA*-pA=3180–3039=141Pa-45、某一常压操作的逆流吸收塔，自塔底排出的吸收液中含溶质xA=3×10（摩尔分数，下同），进口气体中含溶质0.025,气液平衡关系为y

7、A*=50xA。现将操作总压增大一倍，塔底推动力△yA、△xA分别增加至原有的几倍？-4-4解：常压时，与xA=3×10呈平衡的气组组成yA*=50×3×10=0.015△yA=yA–yA*=0.025–0.015=0.010.025-4与yA=0.025呈平衡的xA*==5×1050-4-4-4△xA=xA*–xA=5×10-3×10=2×10当总压增大一倍，即为原来的两倍时，/E150m=/=m==25P22yA*=25xA-4-4-3与xA=3×10呈平衡的yA*=25×3×10=7.5×10/-3△yA=yA–yA*=0.025-7.5×1

8、0=0.01750.025与yA=0.025呈平衡的xA*=0.00125/-4-4△xA=xA*–xA=0.001-3×