第六章习题解答

第六章 习题

1）

苯酚（C 6H 5OH ）（A ）和对甲酚（C 6H 4（CH 3）OH ）（B ）的饱和蒸汽压数据为：

试按总压P=75mmHg （绝压）计算该物系的“t —x —y ”数据。此物系为理想物系。 分率）—，（解：mol y x P

x

p y p p p P x A

A A B

A B

A 0

0=--=

2）承第1题，利用各组数据，计算

①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi ，取各αi 的算术平均值α，算出α

对αi 的最大相对误差。

②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y —x i ”关系，算出由此法得出各组y i 值的最大相对误差。

，计算结果如下：

）（解：①i A B i p p 00/=α

%46.1299

.1299

.1318.1318.1=-=

==

∑最大误差n

i

αα

计，结果如下：

按）（）318.1112αααi

i

i x x y -+=

最大误差=

31060.2385

.0385

.0384.0-⨯-=-

3）已知乙苯（A ）与苯乙烯（B ）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：

式中p 0的单位是mmHg ，T 的单位是K 。

问：总压为60mmHg （绝压）时，A 与B 的沸点各为多少℃？在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率?

C

K T T Ln B t p p C

K T T Ln A t p p B B A A 00

007.6985.34272.63/57.33280193.16608.6195.33495.59/47.32790195.1660)1==∴--====∴--==）（的沸点

为，算得的令）

（的沸点

为算得的，令解：

mmHg

p Lnp K

C t mmHg p A A 81.6895.5915.338/47.32790195.1615.33865602000=∴--====）（，）

639

.060

557

.081.68557

.092

.4881.6892

.486092.4872.6315.338/57.33280193.1600=⨯=

=--=

=∴--=A A B B y x mmHg p Lnp ）

（

4）苯（A ）和甲苯（B ）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为

式中p 0的单位是mmHg ，t 的单位是℃。

试计算总压为850mmHg （绝压）下含苯25%（摩尔百分率）的该物系混合液的泡点。

C

x mmHg

p Lgp mmHg

p Lgp C

t A B B A A 00000015.10425

.09

.62915119.6298509.6295.21915.104/1345955.615118.22015.104/1211906.615.104所设正确，泡点为）（）（解：设=--==∴+-==∴+-==

5）试计算总压为760mmHg （绝压）下，含苯0.37、甲苯0.63（摩尔分率）的混合蒸汽的露点。若令该二元物系降温至露点以下3℃，求平衡的汽、液相摩尔之比。

C y x mmHg

P LgP mmHg

P LgP C

B A B B A A 00000025.10237

.0760

1957

.07.14361957

.03

.5957.14363

.5957603.5955.21925.102/1345955.67.14368.22025.102/1211906.625.1021即所设正确，露点为）（）（）设露点为解：=⨯=

=--==∴+-==∴+-=

mmHg

P LgP C

t mmHg P A A 13258.22025.99/1211906.625.99325.1027602000=∴+-==-==）

（）

828

.037

.04826.02768

.037.04826.07602768.013252768.07.54313257.5437607.5435.21925.99/1345955.600=--==⨯==--==∴+-=液相的摩尔数汽相的摩尔数）

（A A B B y x mmHg

P LgP

6）有一苯（A ）、甲苯（B ）、空气（C ）的混合气体，其中空气占2%，苯与甲苯浓度相等（均指摩尔百分数），气体压强为760mmHg （绝压）。若维持压强不变，令此三元物系降温至95℃，求所得平衡汽相的组成。A 、B 组分均服从拉乌尔定律。已知95℃时

，

。

试差过程数据示例：

重设）经（）经（）经（）经（试差方法：设四个未知量

，，，由四个独立方程可解出）

（）（）（甲苯

）

（苯）（）（苯）

（空气。

，液相为，汽液平衡时汽相为解：设原来混合气量为‘

A

A C A A C A A A C A A

A A

A C x x V y y x V y y x x y y x y x V V y V y Lkmol Vkmol kmol →→→→→-=--=-+⋅=⋅=2143414751760311637602149.0102.01

kmol V y y x C A A 578.00346.0575.0376.0====，，，解得：

7）常压下将含苯（A ）60%，甲苯（B ）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡汽、液相，汽相摩尔数占总摩尔数的分率——汽化率（1-q ）为0.30。物系相对挥发度α=2.47，试求：闪蒸所得平衡汽、液相的浓度。

若改用简单蒸馏，令残液浓度与闪蒸的液相浓度相同，问：馏出物中苯的平均浓度为多少？

提示：若原料液、平衡液、汽相中A 的摩尔分率分别以x f 、x 、y 表示，则存在如下关系：

。