题目
分别用平衡蒸馏和简单蒸馏分离原料数量和组成相同的物系,用平衡蒸馏所得馏出物气相总组成为xD1,用简单蒸馏所得馏出物气相总组成为xD2,若两种方法所得的气相量相同,则()A. xD1<xD2B. xD1=xD2C. xD1>xD2D. 无法判断
分别用平衡蒸馏和简单蒸馏分离原料数量和组成相同的物系,用平衡蒸馏所得馏出物气相总组成为xD1,用简单蒸馏所得馏出物气相总组成为xD2,若两种方法所得的气相量相同,则()
A. xD1<xD2
B. xD1=xD2
C. xD1>xD2
D. 无法判断
题目解答
答案
A. xD1<xD2
解析
平衡蒸馏和简单蒸馏是两种不同的分离方法,其核心区别在于操作过程和相平衡状态:
- 平衡蒸馏:在恒定温度下部分汽化,气相与液相始终处于相平衡,馏出物的组成由初始液相组成决定。
- 简单蒸馏:加热过程中温度逐渐升高,液相组成不断变化,导致气相组成逐渐降低。
当两种方法产生的气相量相同时,简单蒸馏的馏出物气相组成更高。这是因为简单蒸馏中,初始阶段易挥发组分优先蒸发,气相组成较高,而平衡蒸馏的气相组成固定在相平衡值,导致最终比较中xD1 < xD2。
方法对比分析
-
平衡蒸馏:
- 液体部分汽化后,气相与液相达到平衡。
- 馏出物气相组成xD1仅由初始液相组成和气化率决定,且固定不变。
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简单蒸馏:
- 加热过程中温度上升,液相组成逐渐变化。
- 气相组成xD2随时间逐渐降低,但初始阶段组成较高。
- 在相同气相量下,简单蒸馏的平均气相组成更高。
关键结论
- 平衡蒸馏的气相组成由相平衡关系直接确定,而简单蒸馏的气相组成因液相动态变化而更高。
- 当气相量相同时,简单蒸馏的馏出物气相组成xD2大于平衡蒸馏的xD1。