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化工
题目

、含溶质A 且摩尔分率为xA=0.2的溶液与压力为 2atm, yA=0.15的气体等温接触,平衡关系为:pe=1.2xA,则此时将发生 吸收过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为Δy=________,Δx=________(摩尔分率)。如系统温度略有增高,则Δy将________。如系统总压略有增高,则Δx将________。

、含溶质A 且摩尔分率为xA=0.2的溶液与压力为 2atm, yA=0.15的气体等温接触,平衡关系为:pe=1.2xA,则此时将发生 吸收过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为Δy=________,Δx=________(摩尔分率)。如系统温度略有增高,则Δy将________。如系统总压略有增高,则Δx将________。

题目解答

答案

0.03 0.05 减少 增加

解析

考查要点:本题主要考查吸收过程的判断、总传质推动力的计算,以及温度和压力变化对推动力的影响。
解题核心思路:

  1. 判断过程方向:比较气相实际分压与液相平衡分压,确定吸收或解吸。
  2. 计算推动力:
    • 气相推动力 $\Delta y = y_A - y_A^*$($y_A^*$为平衡气相组成)
    • 液相推动力 $\Delta x = x^* - x_A$($x^*$为平衡液相组成)
  3. 影响分析:
    • 温度升高使平衡常数增大,导致 $\Delta y$ 减小。
    • 总压升高使平衡液相组成 $x^*$ 增大,导致 $\Delta x$ 增大。

破题关键:

  • 平衡关系 $p_e = 1.2x_A$ 是联系气液相组成的核心。
  • 分压计算:气相分压 $p_A = y_A \cdot P$,平衡分压 $p_e = y_A^* \cdot P$。

1. 判断吸收过程

  • 气相实际分压:$p_A = y_A \cdot P = 0.15 \cdot 2 = 0.3 \, \text{atm}$
  • 平衡分压:由 $p_e = 1.2x_A$,代入 $x_A = 0.2$,得 $p_e = 1.2 \cdot 0.2 = 0.24 \, \text{atm}$
  • 比较分压:$p_A > p_e$,说明气相溶质分压高于液相平衡分压,发生吸收过程。

2. 计算总传质推动力

气相推动力 $\Delta y$

  • 平衡气相组成:$y_A^* = \frac{p_e}{P} = \frac{1.2x_A}{P} = \frac{1.2 \cdot 0.2}{2} = 0.12$
  • 推动力:$\Delta y = y_A - y_A^* = 0.15 - 0.12 = 0.03$

液相推动力 $\Delta x$

  • 平衡液相组成:由 $p_e = y_A \cdot P = 1.2x^*$,代入 $y_A = 0.15$,$P = 2$,得 $x^* = \frac{y_A \cdot P}{1.2} = \frac{0.15 \cdot 2}{1.2} = 0.25$
  • 推动力:$\Delta x = x^* - x_A = 0.25 - 0.2 = 0.05$

3. 温度和压力的影响

  • 温度升高:平衡常数 $1.2$ 增大,$y_A^*$ 增大,$\Delta y$ 减小。
  • 总压升高:$x^* = \frac{y_A \cdot P}{1.2}$ 增大,$\Delta x$ 增大。

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