题目
精馏塔分离二元物系,当操作压强增大时,则系统的相对挥发度A. 减小B. 不变C. 不确定D. 增大
精馏塔分离二元物系,当操作压强增大时,则系统的相对挥发度
A. 减小
B. 不变
C. 不确定
D. 增大
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查精馏过程中操作压强变化对相对挥发度的影响,需理解相对挥发度的定义及压强变化如何间接影响组分的蒸汽压。
解题核心思路:
- 相对挥发度定义为两种组分的蒸汽压之比(α = P₁/P₂),其大小由组分的蒸汽压决定。
- 操作压强增大会导致精馏塔的操作温度升高(因沸点随压强升高而上升)。
- 温度升高时,两种组分的蒸汽压均降低,但易挥发组分的蒸汽压对温度更敏感,下降幅度更大,导致相对挥发度减小。
破题关键点:
- 明确操作压强变化与温度变化的关联。
- 理解蒸汽压随温度的变化规律,特别是两种组分蒸汽压变化的差异。
相对挥发度的定义:
相对挥发度α是易挥发组分与难挥发组分的蒸汽压之比,即
$\alpha = \frac{P_1}{P_2}$
其中,P₁和P₂分别为两组分的蒸汽压。
操作压强增大的影响:
- 压强与温度的关系:精馏塔的操作压强增大时,为维持平衡,操作温度必须升高(因液体沸点随压强升高而上升)。
- 蒸汽压随温度的变化:根据蒸汽压公式(如 Antoine 方程),温度升高时,蒸汽压会下降。易挥发组分的蒸汽压对温度更敏感,其下降幅度大于难挥发组分。
- 相对挥发度的变化:由于P₁下降幅度更大,P₁/P₂的比值减小,因此相对挥发度α减小。
结论:操作压强增大时,系统的相对挥发度减小。