化工原理(周涛)课后答案

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1、第3章蒸馏1苯和甲苯的饱和蒸气压数据如本题附表1所示。根据表中数据作101.33kPa下苯和甲苯溶液的t-x-y图及x-y图。此溶液服从拉乌尔定律。习题5-1附表1温度苯的饱和蒸气压甲苯的饱和蒸气压温度/℃PA0/kPaPB0/kPa80.2101.3339.9984.1113.5944.488.0127.5950.692.0143.7257.696.0160.5265.66100179.1974.53104199.3283.33108221.1993.93110.4233.05101.33解根据拉乌尔定律，理想溶液上方各组分的平衡分压为pA=pA°xApB=pB°xB=（1－xA

2、）总压所以，根据附表1数据计算气液相中甲苯的摩尔分率见本题附表2，根据附表2数据可作出t-x-y图及x-y图，见习题5-1附图1。习题1附表2温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压xAyA温度/℃PA0/kPaPB0/kPa80.2101.3339.991184.1113.5944.40.8230.92388.0127.5950.60.660.8392.0143.7257.60.5080.7296.0160.5265.660.3760.60100179.1974.530.2560.453104199.3283.330.1550.305108221.1993.930.0580.127110.

3、4233.05101.330091习题5-1附图12在101.33kPa下正庚烷和正辛烷的平衡数据如本题附表1所示。试求：（1）在101.33kPa下溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分率）时的泡点及平衡蒸气的瞬间组成？（2）在101.33kPa下加热到117℃溶液处于什么状态？各相的组成如何？溶液被加热到什么温度全部气化为饱和蒸气？习题2附表1温度/℃液相中正庚烷摩尔分率气相中正庚烷摩尔分率98.41.01.01050.6560.811100.4870.6731150.3110.4911200.1570.280125.600解根据本题附表1数据作出t-x-y图，查图可得。（1）在10

4、1.33kPa下溶液中含正庚烷为0.35时的泡点为113.7℃；平衡蒸汽瞬间组成为：正庚烷0.54（摩尔分率，下同），正辛烷为0.46。（2）在101.33kPa下加热到117℃溶液处于气液混合状态（或气液平衡状态）；此时液相组成：正庚烷0.25，正辛烷0.75；气相组成：正庚烷0.42，正辛烷0.58；加热到118.7℃全部变为饱和蒸汽。91习题2附图3利用习题5-1的数据（1）计算相对挥发度α；（2）写出平衡方程式；（3）算出x-y的一系列平衡数据与习题5-1作比较。解（1）理想溶液计算结果如本题附表1所示。习题3附表1温度苯的饱和蒸气压甲苯的饱和蒸气压相对挥发度温度/℃PA0

5、/kPaPB0/kPaα80.2101.3339.992.53484.1113.5944.42.55888.0127.5950.62.52292.0143.7257.62.49596.0160.5265.662.445100179.1974.532.404104199.3283.332.392108221.1993.932.355110.4233.05101.332.300（2），α可取塔顶底平均值，即（3）由，计算比较。由本题附表2看出，两种计算方法结果基本一致。91习题3附表2温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压xAyAyA温度/℃PA0/kPaPB0/kPa习题5-1计算本题计算8

6、0.2101.3339.9911184.1113.5944.40.8230.9230.91888.0127.5950.60.660.830.82492.0143.7257.60.5080.720.71496.0160.5265.660.3760.600.593100179.1974.530.2560.4530.454104199.3283.330.1550.3050.307108221.1993.930.0580.1270.130110.4233.05101.330004苯和甲苯在92℃时的饱和蒸气压分别为143.73kPa和57.6kPa。试求苯的摩尔分率为0.4，甲苯的摩尔分率

7、为0.6的混合液在92℃各组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸气组成。此溶液可视为理想溶液。解根据拉乌尔定律，理想溶液上方的平衡分压为pA=pA°xA=143.73×0.4=57.492kPapB=pB°xB=57.6×0.6=34.56kPa=92.052kPa=57.492/92.052=0.625yB=1-0.625=0.3755甲醇和乙醇形成的混合液可认为是理想物系，20℃时乙醇的蒸气压为5.93kPa，甲醇为11.83kPa。试求：（1）两者各用100g液体，混