化工原理课后习题答案上下册(钟理版).pdf

下册第一章蒸馏

1.苯酚(CHOH)(A)和对甲酚(CH(CH)OH)(B)的饱和蒸气压数据为
65643
温度苯酚蒸气压对甲酚蒸气压温度苯酚蒸气压对甲酚蒸气压
T℃t℃
p0kPp0kPp0kPp0kP
AaBaAaBa
113.710.07.70117.811.999.06
114.610.47.94118.612.439.39
115.410.88.2119.412.859.70
116.311.198.5120.013.2610.0
117.011.588.76
试按总压P=75mmHg(绝压)计算该物系的“t-x-y”数据,此物系为理想体系。
解：
总压P=75mmHg=10kp。

由拉乌尔定律得出p0x＋p0x=P
AABB
所以

pp0p0pp0
x=B；y=AB。
Ap0p0App0p0
ABAB
因此所求得的t-x-y数据如下：
t,℃xy
113.711
114.60.8370.871
115.40.6920.748
117.00.4400.509
117.80.3210.385
118.60.2010.249
119.40.0950.122
120.000.

2.承接第一题，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,取各的算术平均值为，算出对
iii
的最大相对误差。
（2）以平均作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x”关系,算出由此法得出的各组y
i
值的最大相对误差。
解：

p0
（1）对理想物系，有＝A。所以可得出
p0
B

1

t,℃113.7114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.0

1.2991.3101.3171.3161.3221.3231.3241.3251.326
i

()
算术平均值=i=1.318。对的最大相对误差＝imax100%0.6%。
9i

x1.318x
（2）由y得出如下数据：
1(1)x10.318x

t,℃113.7114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.0
x10.8370.6920.5580.4400.3210.2010.0950
y10.8710.7480.6250.5090.3840.2490.1220
(y)
各组y值的最大相对误差=max0.3%。
iy
i

3.已知乙苯(A)与苯乙烯(B)的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算:
3279.47
lnp016.0195
AT59.95
3328.57
lnp016.0195
BT63.72

式中p0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。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？
解：
由题意知
3279.47
T=59.95334.95K＝61.8℃
Aln6016.0195
3328.57
T=63.72342.84K=69.69℃
Bln6016.0195

65℃时，算得p0＝68.81mmHg；p0=48.93mmHg。由p0x＋p0（1－x）=60
ABAABA
得

x＝0.56，x=0.44;y=p0x/60=0.64;y=1-0.64=0.36。
ABAAAB

4无

2

5若苯—甲苯混合液中含苯0.4（摩尔分率），试根据本题中的t—x—y关系求：
（1）溶液的泡点温度及其平衡蒸气的瞬间组成；
（2）溶液加热到100℃，这时溶液处于什么状态？各相的量和组成为若干？
（3）该溶液加热到什么温度时才能全部气化为饱和蒸气？这时蒸气的瞬间组成如
何？

toC80.1859095100105
110.6
x1.0000.7800.5810.4110.2580.130
0
y1.0000.9000.7770.6320.4560.262
0

解：

（1）由苯—甲苯的t—x—y关系得x=0.4时，

泡点温度＝95.5℃

平衡蒸气的瞬间组成＝0.615

（2）溶液加热到100℃时处于气液混合共存区气液相组成各位

x=0.26；y=0.47。
0.40.26
根据杠杆原理，气液相量之比＝＝2:1。
0.470.4
（3）由气液平衡关系知溶液加热到102℃时才能全部气化为饱和蒸气，此时y=0.4。

6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），得平衡气、液相，气相摩尔数占总摩尔数的分率—气化率（1-q）为0.30。物系相
对挥发度=2.47，试求：闪蒸所得气、液相的浓度。
若改用简单蒸馏，令