化工基础第四版上册课后习题答案(福建师范大学上海师范大学)第五章吸 收

1、30℃水的饱和蒸气压＝4.24kPa, (p268, 表五（一）)

4.240.042101.3求湿空气中水蒸气的体积分数； 0.04218xm0.02650.042180.95829求水蒸气的质量分数： 0.042180.95829273kg1.15322.427330m 求湿空气的密度：

*pEx 2、亨利定律为

x286000.0515%1000p*101.3E197MPa418x5.1510，

E197000m1945p101.3相平衡常数；

p*101.30.43x0.0232%*pPypExE1880003、根据，, （mol%） 0.0232%44x0.057%0.0232%4499.976818质量分数： xp*0.03202.6x2.28%E2674、(mol%) 质量分数：2.2817x2.2%2.281797.7218

5、进入水的最高含氧量

水的最高含氧量是空气中氧（21％）相平衡的含氧量。

脱氧后的最低含氧量：

脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。

p*0.211013006x5.2410E4.06109

6kgO25.241032g5.241069.321069.32318kgH2Om

p*0.021013000.49910632g6x0.499100.887E184.06109m3

y0.12Y10.136Y20.010.01011y10.1210.016、，

被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m

3

出口气体体积：V=1000-110.8=8.2m

110.82731777.03kg22.4298

3

p*16500E550kPax0.037、

10001kmol1.011043MSH18550000m.Pa

对于稀溶液，

EE550000yxmxmm5.43pp101300，∴

Em5500005.43p1013008、 y0.008x1470m5.43 10004414703.59kg18，（环氧乙烷分子量＝44）

E12、稳态下通过气膜的扩散系数（分子扩散的斯蒂芬定律）

1NDp(p1p2)molARTpBm2.S p1=20℃水的蒸汽压＝2330Pa

p1pB,因为气膜中水蒸气分压

小。

单位面积（1m2）盘中的水量：

N0.257104mol(23300)0.004922A8.3142930.005m.S

molm2

m10.0055kg0.2778kmol277.8t全部蒸干所需时间：

m277.8560S16hN0.00492A

N0.257104mol2330(10.6)0.04923m2.S 13、p2=2330×60% A8.3142930.210单位面积（1m2）盘中的水量：

m10.0055kg0.2778kmol277.8t全部蒸干所需时间：

14、30℃时的扩散系数（根据富勒公式）：

m277.856S1.6hN0.0492A

molm2

D3027330D20273201.751.06 30℃水的蒸汽压＝4240Pa

NDppARTpB根据斯蒂芬定律： ，∵Np.D ND30p1.064.24(10.5)1.93ND20p2.33(10.5)∴

N1t30t15.5ht，∴1.931.93

15、将平衡数据换算成比摩尔分率

y以第一组为例 然后作出Y—X图。

16、将溶解度换算成C—p关系：

y0.00661p0.670.006656.61103Y1y10.00661P101.3，

kmolNH31/17＝0.58kmol/m33(1100)/1000m溶液

C以第三组数据为例，

换算成X—Yd的关系，仍以第三组为例，

yp/P0.8/101.30.0079y0.00790.007961y10.0079molNH31/17X0.0106molH2O100/18

pAyAP3040.15x0.042A1084ppppxAAAA，17、A YX1

对于完全吸收，Y2=0，吸收剂中不含溶质，X2=0

x1xA0.0420.0441x11xA10.042Y10.150.176510.15

1(10.15)0.038kmol/S22.4惰气流量：

V(Y1Y2)VY10.0380.1765Lm0.152kmol/S0.15222033.5kg/S0.044X1X2X1

0.09Y10.09910.0918、

y0.09x0.00337Xm26.7Y2=Y1(1-0.99)=0.00099，由题知，ymx，则

VYY20.0990.00099L29.0831V0.00337X1X2清水吸收，X2=0 m

L/V1.2(L/V)m1.229.08334.9

111kg/Skmol/SV(Y1Y2)V(0.0990.00099)吸收SO2量：，

1V0.1590.0981 L34.90.1595.55kmol/S99.5kg/S

11%吸收所得溶液浓度：199.5

yH37004xx36.53xy0.0395pPyP101.3101.319、 ，

y0.0395x0.00108m36.53 y0.0395Y0.0411Xx0.001081y10.03951x10.00108 ，

0.030.00520.0021.43%20、吸收所得溶液浓度：

20.025

12730.030.0416kmol0.000375kmol求平均推动力：22.4293，80

y0.000.000375Y0.008y10.0011y10.000.04160.000375， y0.00150.005/800.0015y20.0015Y21y10.00150.04160.005/80， X20.0020.00210.002

将题给平衡关系数据变成（X，Y）作图。 以第二组数据为例：

y20.005/800.00150.04160.005/80

y0.00150.0015X20.5/800.01261y10.001599.5/200，

*作图近似为直线。YmX，以第三组数据求m

Y0.003m*0.120.025X

Y0.00150.008*0.0125X1*10.075X2*Y1mX1，m0.120.12，

[0.030.00520.002]/80X10.036320.998200

*Y1mX10.120.03630.00436 Y1Y2*mX20.120.0020.00024

Y1Y1*Y2Y2*0.0080.00436(0.00150.00024)Ym0.0080.00436Y1Y1*lnln0.00150.00024Y2Y2*

0.004620.001260.002590.00462ln0.00126 **XX1(X2X2)0.0750.0363(0.01250.002)Xm10.0750.0363X1*X1lnln*0.01250.002X2X20.03870.01050.02160.0387ln0.0105

X21、乙炔：26g/mol，乙炔溶液0.3g/1000g水

0.3/262.0771041000/18

Y气体含乙炔20％，

y0.20.251y10.2

平衡分压：p*=0.135×10X=0.135×10×2.077×10 =28.0kPa 当时气相中乙炔分压：p=Py=101.3×20%=20.3kPa ∵p*>p，∴乙炔由溶液向气相传递（部分解吸）

66-4

280.382*101.328（2）、气相推动力Y：YY0.250.3820.132 440.81de0.035muu0/0.5/0.810.62m/Sa9322、 0.0350.621.25Re150730030.01810 由于氨的浓度很稀，∴pBP

Y*0.018103Sc0.934D1.250.15510

DP0.155104101.30.90.5Kg0.015ReSc0.01515070.90.930.5RTdeP8.3142830.035101.3Bmol2.821097250.9611.971062m.S.Pa

23、（1）、求KG ∴

1111193.346610KGkgEkl3.010100.00155105

KG2.991010kmolm2.S.Pa

1.331070.4%7kGKG334.6610（2）、∵，为气膜控制，属于易溶气体

液相阻力只占总阻力的0.4%

0.025/3222.40.0250.01751/22.43224、 y10.0175Y10.01781y110.0175，Y2Y1(10.9)0.01780.10.00178

Y0.0178X1*10.0155**Y1mX1，YmX20 m1.152，X2=0，

1kmolV(10.0175)0.043922.4S 惰气量：

V(Y1Y2)0.0439(0.01780.00178)Lm0.04530.0155X1X2

kmolL1.3Lm0.059S

V(Y1Y2)V(Y1Y2)0.0439(0.01780.00178)LX10.012X1X2L0.059 ，

y1对数平均推动力：

Y1*mX11.150.0120.0138

YmY1Y1*Y2Y2*0.01780.01380.001780.002740.01780.0138Y1Y1*lnln0.00178Y2Y2*

nG气相传质单元数：

25、上列平衡关系换算得 Y 0.01 0.02 Y1Y20.01780.001785.85Ym0.002740.03 0.0240 0.04

0.05 0.0384 0.06 0.0452 X 0.0085 0.0165 Y1=0.05，Y2=Y1(1-0.9)=0.005 0.0314 1kmol(10.0476)0.042522.4S

*X2=0，X10.0384（由平衡线上Y1查得） VV(Y1Y2)0.0425(0.050.005)kmol0.050.0384SX1X2

1.5LmYY2V(Y1Y2)0.0425(0.050.005)1X10.0255VX1X21.5Lm1.50.05Lm，

作图，（1）、根据题给Y、X数据作出平衡线。 （2）、根据（X1、Y1）、(X2、Y2)作出操作线。

（3）、从平衡线和操作线间在Y1=0.05，Y2=0.005范围内求得各Y及其对应当垂直距离Y-Y*。

∴气相传质单元数为4.5 26、用解析法

1*（4）、Y对YY作图，曲线下的面积，dYYY*2.940.4060.3060.2060.12250.10.444.5205

L=1.5×0.0103=0.0155kmol/S=0.28kg/S 溶液出塔浓度：

1.50.015101.31.5，Y2=0.015(1-0.98)=0.0003，X2=0 0.4kmolV0.013829S

V(Y1Y2)0.0138(0.0150.0003)kmolLm0.01030.015/0.76SX1X2 Y1X1V(Y1Y2)0.0138(0.0150.0003)0.0131L0.0155

Y1*0.76X10.010，Y2*0.76X20

Y1Y1*Y2Y2*0.0150.0100.00030.00167Ym0.0150.010Y1Y1*lnln0.0003Y2Y2*H∴

V(Y1Y2)0.0138(0.0150.0003)2.4mKYaA0Ym0.10(0.7850.82)0.00167

VKYaA0

27、

V0.084kmol.YKY1.9410hGaA01.6146(0.7851.52)m2S

hGKY28、

V(Y1Y2)aA0HYm

V2000(10.05)273kmol0.021622.4360027325S 0.050.0025Y10.0526Y20.002510.0510.0025， 0.065/58X10.02021/18（58为丙酮的mol质量）

Y1*2X120.02020.0404，Y2*0 Y1Y1*Y2Y2*0.05260.04040.00250.00612Ym0.05260.0404Y1Y1*lnln0.0025Y2Y2*KY29、(1)、填料层增高3米后，因

0.0216(0.05260.0025)4kmol.Y7.010(0.993)(0.7850.82)60.00612m2S 0.0216(Y1Y2)920.0007(0.993)(0.7850.8)Ym， 0.0815(Y1Y2)Ym

V(Y1Y2)HKYaA0Ym整理得，

（2）、求Y2

LV(Y1Y2)0.0216(0.05260.0025)0.0536X10.0202

L0.0536V12.48X1(Y1Y2)(0.0526Y2)V0.0216L2.48 ，X2=0

平衡关系：Y=2.0X

Y1*2X1（3）、求丙酮回收率

2(0.0526Y2)0.04240.807Y2Y0.0815(Y1Y2)2.48 m

*Y1Y1Y20.0815(Y1Y2)*YYln11Y2 [0.0526(0.04240.807Y2)]Y20.0815(0.0526Y2)0.0526(0.04240.807Y2)lnY2

0.01020.193Y20.004290.0815Y20.0120.807Y2lnY2，用试探法求Y2 ∴出口气体含丙酮0.1％

Y1Y20.05260.00198.1%Y10.0526与原条件相比：

(Y1Y2)/Y0.05260.0011.03(Y1Y2)/Y10.05260.0025 ∴塔增高后回收率增加3％

nG30、气相传质单元数为，

H6/23hG

Y1Y23*

YmX1，Y1=0.03/(1-0.03)=0.0309 物料衡算关系得，V(Y1-Y2)=L(X1-X2)=Lm(-X

2

)

YLm(1X2)1.4Lm(X1X2)18∵Y=mX，∴X=Y/m=Y/18 ，∵X2=0 0.0309X10.00123181.40.0309/18=1.4X1，∴ Y1*180.001230.0221，Y2*mX20

0.03090.021Y2Y1Y1*Y2Y2*Ym30.03090.021Y1Y1*lnln*Y2Y2Y2用试算法求算，求得出塔气体含SO2为0.71%

H31、

Y1=0.03，Y2=Y1(1-0.98)=0.0006，Y1-Y2=0.03-0.0006=0.0294

Y1Y2VKYaA0Ym

Y1*2X120.0130.026

Y1Y1Y1*0.030.0260.004

Y2Y2Y2*0.000600.0006

Y1Y1*Y2Y2*0.0040.0006Ym0.001790.004Y1Y1*lnln*0.0006Y2Y2Vkmolkmol0.0120.02940.012KYa0.023YH9.85m2Am.S0.020.00179m.S，0，∴

32、（1）、平衡数据换算，以第一组数据为例，

0.050.0130.0005Y0.000131000.05101.30.013， 作出Y—X相图

0.030.0002Y10.0309Y20.000210.0310.0002（2）、求操作线 ，

V178X1(Y1Y2)(0.03090.0002)0.0214L522.4V(Y1-Y2)=L(X1-X2)，X2=0 X式中：78/22.4是将气体体积换算成质量，与X1单位一致。

在Y—X图上，连接Y1、X1点（0.0309，0.0244）和Y2、X2点（0.0002，0）得操作线。 (3)、在Y1~Y2间，从平衡线和操作线，读出推动力Y-Y*，列于下表。

1dYnG*YY*，曲线下Y从0.0002~0.0015间，YY(4)、以Y对作图，曲线下面积为

1YY*值为5000～800，从放大图中求出该面积约＝1.32