题目
精馏塔中由塔顶向下的第 n-1、n、n+1 层塔板,其液相组成关系为()。A. x_(n+1) > x_n > x_(n-1)B. x_(n+1) = x_n = x_(n-1)C. x_(n+1) > x_n = x_(n-1)D. x_(n+1)
精馏塔中由塔顶向下的第 n-1、n、n+1 层塔板,其液相组成关系为()。
A. $x_{n+1} > x_n > x_{n-1}$
B. $x_{n+1} = x_n = x_{n-1}$
C. $x_{n+1} > x_n = x_{n-1}$
D. $x_{n+1} < x_n < x_{n-1}$
题目解答
答案
D. $x_{n+1} < x_n < x_{n-1}$
解析
考查要点:本题主要考查精馏塔中液相组成沿塔高度的变化规律,需理解精馏过程中物质传递的基本原理。
解题核心思路:
精馏塔中,易挥发组分在气相中的浓度高于液相,且随着塔高从上到下(靠近塔底),液相中易挥发组分的浓度逐渐降低。因此,相邻塔板的液相组成应满足从上到下递减的关系。
破题关键点:
- 明确塔板编号方向:题目中“由塔顶向下”的编号方式,第n-1层比第n层更靠近塔顶。
- 理解精馏段的传质规律:每层塔板的液体经过部分汽化后,易挥发组分进入气相,剩余液体中易挥发组分浓度降低。
在精馏塔中,精馏段的液体从上层流向下层时,每层都会发生部分汽化。由于易挥发组分更易汽化,其在液相中的浓度逐渐降低。因此,相邻塔板的液相组成满足:
$x_{n-1} > x_n > x_{n+1}$
即,越靠近塔顶,液相中易挥发组分的浓度越高。
选项分析:
- A选项($x_{n+1} > x_n > x_{n-1}$):错误,与浓度递减规律矛盾。
- B选项($x_{n+1} = x_n = x_{n-1}$):错误,若各层组成相等则无法实现分离。
- C选项($x_{n+1} > x_n = x_{n-1}$):错误,中间两层相等不符合传质规律。
- D选项($x_{n+1} < x_n < x_{n-1}$):正确,符合从上到下浓度递减的规律。