化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

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1、下册第一章蒸馏1.苯酚(C6H5OH)(A)和对甲酚(C6H4(CH3)OH)(B)的饱和蒸气压数据为温度T℃苯酚蒸气压kPa对甲酚蒸气压kPa温度t℃苯酚蒸气压kPa对甲酚蒸气压kPa113.7114.6115.4116.3117.010.010.410.811.1911.587.707.948.28.58.76117.8118.6119.4120.011.9912.4312.8513.269.069.399.7010.0试按总压P=75mmHg(绝压)计算该物系的“t-x-y”数据,此物系为理想体系。解：总压P=75mmHg=10kp。由拉乌尔定律得出xA＋xB=P所以xA=

2、；yA=。因此所求得的t-x-y数据如下：t,℃xy113.711114.60.8370.871115.40.6920.748117.00.4400.509117.80.3210.385118.60.2010.249119.40.0950.122120.000.2.承接第一题，利用各组数据计算（1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度,取各的算术平均值为，算出对的最大相对误差。（2）以平均作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x”关系,算出由此法得出的各组yi值的最大相对误差。解：（1）对理想物系，有＝。所以可得出14t,℃113.7114.6115.4116.3117.011

3、7.8118.6119.4120.01.2991.3101.3171.3161.3221.3231.3241.3251.326算术平均值==1.318。对的最大相对误差＝。（2）由得出如下数据：t,℃113.7114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.010.8370.6920.5580.4400.3210.2010.095010.8710.7480.6250.5090.3840.2490.1220各组yi值的最大相对误差=0.3%。3.已知乙苯(A)与苯乙烯(B)的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算:式中的单位是mmHg,T的单位是K。问:总

4、压为60mmHg(绝压)时，A与B的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？解：由题意知TA=334.95K＝61.8℃TB=342.84K=69.69℃65℃时，算得＝68.81mmHg；=48.93mmHg。由xA＋（1－xA）=60得xA＝0.56，xB=0.44;yA=xA/60=0.64;yB=1-0.64=0.36。4无145若苯—甲苯混合液中含苯0.4（摩尔分率），试根据本题中的t—x—y关系求：（1）溶液的泡点温度及其平衡蒸气的瞬间组成；（2）溶液加热到100℃，这时溶液处于什么状态？各相的量和组成为若干

5、？（3）该溶液加热到什么温度时才能全部气化为饱和蒸气？这时蒸气的瞬间组成如何？toC80.1859095100105110.6x1.0000.7800.5810.4110.2580.1300y1.0000.9000.7770.6320.4560.2620解：（1）由苯—甲苯的t—x—y关系得x=0.4时，泡点温度＝95.5℃平衡蒸气的瞬间组成＝0.615（2）溶液加热到100℃时处于气液混合共存区气液相组成各位x=0.26；y=0.47。根据杠杆原理，气液相量之比＝＝2:1。（3）由气液平衡关系知溶液加热到102℃时才能全部气化为饱和蒸气，此时y=0.4。6常压下将含苯（A）60

6、%、甲苯（B）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡气、液相，气相摩尔数占总摩尔数的分率—气化率（1-q）为0.30。物系相对挥发度=2.47，试求：闪蒸所得气、液相的浓度。若改用简单蒸馏，令残液浓度与闪蒸的液相浓度相同，问：馏出物中苯的平均浓度为多少？提示：若原料液、平衡液、气相中A的摩尔分率分别以xF、x、y表示，则存在如下关系：。解：（1）闪蒸由和，解方程得＝0.54。从而＝0.74。（2）简单蒸馏由方程和得出=0.79，即馏出物中苯的平均浓度为79％。147．某二元物系，原料液浓度xF=0.42，连续精馏分离得塔顶产品浓度xD=0.95。已知塔顶产品中

7、易挥发组分回收率=0.92，求塔底产品浓度xW。以上浓度皆指易挥发组分的摩尔分率。解：由和得出=0.056。8有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。原料液组成50%(摩尔%)，饱和蒸气进料。原料处理量为每小时l00kmol，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h，已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。试求:（1）塔顶、塔底产品组成(用摩尔分率表示)；（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量;（3）提馏段操作线方程;（4）若全塔平均相对