题目
用水吸收混合气体中的少量二氧化碳、若在水中加少量碱、则总传质系数____。A. 变化不大;B. 显著减小;C. 显著增加;D. 不好确定ABBDCADC
用水吸收混合气体中的少量二氧化碳、若在水中加少量碱、则总传质系数____。
A. 变化不大;
B. 显著减小;
C. 显著增加;
D. 不好确定ABBDCADC
题目解答
答案
C. 显著增加;
解析
考查要点:本题主要考查吸收过程中的传质系数变化,涉及相界面传质阻力与吸收剂性质的关系。
解题核心思路:
总传质系数$K$与气相传质系数$k_G$、液相传质系数$k_L$相关,其倒数满足$\frac{1}{K} = \frac{1}{k_G} + \frac{1}{k_L}$。液相传质阻力是关键瓶颈,当加入碱后,二氧化碳溶解度显著提高,液相传质阻力减小,总传质系数$K$因此增大。
破题关键点:
- 加碱使反应生成可溶性盐(如$CO_3^{2-}$),降低液相传质阻力。
- 液相传质阻力的减小主导总传质系数的变化。
总传质系数公式:
$\frac{1}{K} = \frac{1}{k_G} + \frac{1}{k_L}$
其中,$k_G$为气相传质系数,$k_L$为液相传质系数。若液相传质阻力($\frac{1}{k_L}$)减小,则总传质系数$K$增大。
加碱的作用:
- 化学反应:碱(如NaOH)与CO₂反应生成可溶性盐:
$CO_2 + 2OH^- \rightarrow CO_3^{2-} + H_2O$ - 溶解度提升:盐的溶解度远高于CO₂,液相传质阻力显著降低。
- 阻力分配:原液相阻力占主导,加碱后液相阻力减小,总传质系数$K$显著增加。
选项分析:
- C(显著增加):正确,因液相传质阻力大幅降低。
- 其余选项不符合传质阻力变化规律。