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化工原理《蒸馏》习题及答案

1.单位换算

乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894，其质量分数为多少？

苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，其摩尔分数为多少？

大气中O2含量为0.21， N2含量为0.79（均为体积分率），试求在标准大气压下， O2和N2 的分压为多少？ O2和N2 的质量分数为多少？

解：（1）质量分数 （2）摩尔分数

（苯分子量：78；甲苯分子量：92）

（3）

2．正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa和64.5kPa。试计算混合液由正庚烷0.4和正辛烷0.6（均为摩尔分数）组成时，在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸气组成。（此溶液为理想溶液）

解：

3．试计算压力为101.3kPa时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。已知96℃时， pAo=160.52kPa，pBo=65.66kPa。

解：液相苯的分率：

气相苯的分率：

4．在101.3 kPa时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：

温度/℃

液相中正庚烷的摩尔分数

气相中正庚烷的摩尔分数

98.4

1.0

1.0

105

0.656

0.81

110

0.487

0.673

115

0.311

0.491

120

0.157

0.280

125.6

0

0

试求：（1）在压力101.3 kPa下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？ （2）在压力101.3 kPa下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？ （3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？

解：t-x-y图

由t-x-y图可知

（1）泡点为114℃，平衡蒸汽的组成为0.54（摩尔分数）；

（2）溶液处于汽液混合状态，液相组成为0.24（摩尔分数），气相组成为0.42（摩尔分数）；

（3）溶液加热到119℃时全部汽化为饱和蒸汽。