【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Mi：為氣體中某一組分的摩爾量。 計(jì)算基準(zhǔn)為 100 mol氣體，基準(zhǔn)溫度為 0℃。 CO2： 179。 (179。 800－ 179。 200)＝ 179。 103 J CO： 179。 (179。 800－ 179。 200)＝ 179。 103 J O2： 179。 (179。 800－ 179。 200)＝ 179。 103 J H2O： 179。 (179。 800－ 179。 200)＝ 179。 103 J N2： 179。 (179。 800－ 179。 200)＝ 179。 103 J Q＝ 每一摩爾氣體從 800℃冷卻至 200℃，移出的熱量為 kJ。 B．答案 錯(cuò)誤。在計(jì)算時(shí)沒有計(jì)算 N2氣從 800℃降至 200℃時(shí)應(yīng)移出的熱量，即 179。 103＋ 179。 103＋ 179。 103＋ 179。 103 ＝ 179。 103J＝ ＝ kJ/mol C．答案錯(cuò)誤。計(jì)算中沒有注意題目要求，解得每摩爾應(yīng)移出的熱量為 。 D．答案錯(cuò)誤。計(jì)算中換算錯(cuò)誤，得到每摩爾移出熱量為 。 114 配制 NaOH溶液是在帶有夾套的攪拌釜中進(jìn)行的?，F(xiàn)用 50％（質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)，下同） NaOH溶液，配制得到濃度為 5％的 NaOH水溶液 2500 kg。假定溶液進(jìn)料、出料溫度均為 25℃，則冷卻水移出的熱量為（ ）。 A． 179。 106 kJ B． kJ C． 179。 103 kJ D． 179。 103 kJ 答案： 114 C C．答案正確。 計(jì)算時(shí)選擇基準(zhǔn)溫度為 25℃。本題用積分溶解熱進(jìn)行計(jì)算。 先將 50％ NaOH水溶液和 5％ NaOH水溶液換算成 mol H2O/mol NaOH。 50％ NaOH： N a O HO /m o lHm o 405018502? 12 5％ NaOH： N a O HO /m o lHm o 40518952? 查得 mol H2O/molNaOH和 mol H2O/molNaOH溶液的積分溶解熱分別為 kJ/molNaOH和 被稀釋的溶液含溶質(zhì)量為 2500179。 ＝ 125kg 溶質(zhì)的摩爾數(shù)為 kmol40125 稀釋過程的熱效應(yīng) )(100040125 3?????????Q 由于取基準(zhǔn)溫度為 25℃，進(jìn)料帶入的 熱量與物料離開釜帶出的熱量均等于 0，故冷卻水需要移出的熱量為 179。 103 kJ。 A．答案錯(cuò)誤。計(jì)算公式錯(cuò)誤，解得 125179。 1000179。 (－ )＝ 179。 106 kJ B．答案錯(cuò)誤。計(jì)算公式錯(cuò)誤，解得 )(40125 ??? D．答案錯(cuò)誤。計(jì)算中換算錯(cuò)誤 179。 103 kJ 115 1000 kg65％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同）的發(fā)煙硫酸和 3000 kg20％的發(fā)煙硫酸于 20℃下混合時(shí)所發(fā)生的熱效應(yīng)為（ ）。 A． 179。 104 kJ B． 179。 105 kJ C． 179。 103 kJ D． 179。 102 kJ 答案： 115 A A．答案正確。 本題用 SO3和水的混合熱進(jìn)行計(jì)算。液態(tài) SO3和水的混合熱可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 )OHk c a l/ k g( )15( 2?? ?????mm tmmq 式中： q為液態(tài) SO3和水的混合熱， kcal/kgH2O； m為配得酸中 SO3的含量，％； t為混合溫度，℃。 現(xiàn)在把含量為 65％的發(fā)煙硫酸稱 a酸， 20％發(fā)煙硫酸稱 b酸。 a酸含 SO3設(shè) ma， b酸含 SO3設(shè)為 mb。兩酸混合以后的酸稱 c酸，其 含量為 mc。根據(jù)蓋斯定律混合過程熱效應(yīng) Q可按下式計(jì)算 Q＝ Qc－ (Qa＋ Qb) 配制的最終酸的質(zhì)量＝ 1000＋ 3000＝ 4000kg ①現(xiàn)在計(jì)算 65％和 20％的發(fā)煙硫酸及配制成的 c酸含 SO3的量 a酸含 SO3量： %%1001 0 00 9880)( 0 00a ???????? ????m b酸含 SO3量： ? ? %%1003 0 00 98 0 00b ???????? ????m 混合后的 c酸濃度 % c ?????m ②計(jì)算 a、 b、 c酸的 SO3和水的混合熱 13 ? ? OHk c a l/ k 2a ?????????q ? ? OH k c a l / k 2b ???????????q ? ? OHk c a l/ k 2c ?????????q 混合過程熱效應(yīng)為 Q＝ Qc－ (Qa＋ Qb) ??? ???????? 2 410 0 0100 9 340 0 0100 ??????? 13803000100 ＝ 179。 4 000179。 － (179。 1 000179。 ＋ 179。 3000179。 1380) ＝ kcal＝ 179。 104 kJ B．答案錯(cuò)誤。計(jì)算過程中沒有把 65％和 20％的發(fā)煙硫酸換算成 SO3的百分含量。將 a酸含量看作 65％，將 b酸含 SO3量看成 20％，故計(jì)算結(jié)果為： 179。 105 kcal/kg H2O＝ 179。 105 kJ C．答案錯(cuò)誤。單位換算錯(cuò)誤，即混合熱為 179。 103 kJ D．答案錯(cuò)誤。公式用錯(cuò)，混合熱 Q＝ (179。 ＋ 179。 1 )－ 179。 ＝ kcal＝ 179。 102 kJ 116 流量為 250 kg/h的氣體苯從 600K、 MPa，降壓冷卻至 300 K、 （ ）。 A．－ 179。 105 kJ/h B．－ 179。 105 kJ/h C．－ 179。 105 kJ/h D． 179。 105 kJ/h 答案： 116 A A．答案正確。 假設(shè)如下熱力學(xué)途徑：第 1步是氣體苯在 600 K等溫下，壓力由 MPa降至 MPa，焓變?yōu)棣?H1，第 2步是在 MPa壓力下從 600 K降溫至 300 K，焓變?yōu)棣?H2，過程總焓變?yōu)棣?H。 先求Δ H2， 即理想氣體從 600 K降溫到 300 K的焓變，從常用物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)焓變數(shù)據(jù)表中查到： 600 K， 14 300 K， 所以 ? ? k J / h1 1 8 7 0 6 7 10250 32 ??????? H 第 2步是計(jì)算氣體苯在 600 K等溫下，從 MPa降壓到 MPa的焓變?chǔ)?H1，從相關(guān)資料中查到苯的臨界溫度為 ℃（ K），臨界壓力為 MPa（ atm），因而 ??T 82 05 ??p 查焓與對(duì)比溫度、對(duì)比壓力圖得 ( － H)/Tc＝ cal/(mol178。 K)＝ J/(mol178。 K)，所以 － H＝ 179。 ＝ 493 9 J/mol＝ 4 939 kJ/kmol k J /h1 58 3 04 93 9782 501 ???? H 因此 Δ H＝Δ H1＋Δ H2＝ 15 830－ 118 700＝－ 102 kJ/h≈－ 179。 105 kJ/h 焓差Δ H為負(fù)值，說明苯從 600 K、 MPa冷卻降壓到 300 K、 MPa這一過程是放熱的。 B．答案錯(cuò)誤。計(jì)算中沒有考慮壓力對(duì)苯狀態(tài)變化時(shí)對(duì)焓變的影響，即直接用苯從 600 K降到 300 K時(shí)焓變作為本題答案，即焓變?yōu)椋?118700 kJ/h。 C．答案錯(cuò)誤。在計(jì)算Δ H2時(shí)，沒有計(jì)算苯在同一壓力下、不同溫度之間的平均熱容，即 52 )(78250Δ ????????H 5521 ???????????? HHH D．答案錯(cuò) 誤。同樣在計(jì)算Δ H2時(shí)溫度 T2和 T1代錯(cuò)，即 1 18 7 0 0)1 67 (782 502 ????? H 521 ?????????? HHH 117 在一個(gè) m3的容器內(nèi)放置 。若溫度降至 27℃時(shí)，則苯此時(shí)冷凝量是（ ）。 A． mol B． mol C． kmol D． mol 答案： 117 A A．答案正確。 首先計(jì)算苯在 27℃時(shí)蒸氣壓，可以用公式計(jì)算，也可以查相關(guān)手冊(cè)，從手冊(cè)中查到 27℃時(shí)苯蒸氣壓 MPa（化 工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)）。 再應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程式，計(jì)算此時(shí)氣體摩爾數(shù) PV＝ nRT RTPVn? m o 0 0103 1 10501015 3 33 ??? ???? ?n 15 冷凝苯的量為： － ＝ mol。 B．答案錯(cuò)誤。在計(jì)算苯的摩爾數(shù)時(shí)，苯蒸氣壓換算錯(cuò)誤。解得 m o 3 0 0103 1 3 33 ??? ???? ?n，冷凝苯的量為 － ＝ mol。 C．答案錯(cuò)誤。計(jì)算公式 PV＝ nRT中代錯(cuò)數(shù)，且將題中給定的 mol看成 kmol，即 k m o 0 03 1 1050101533 ?? ???? ?n ，冷凝苯的量為 kmol。 D．答案錯(cuò)誤。計(jì)算時(shí)溫度計(jì)算錯(cuò)誤，壓力也換算錯(cuò)誤。解得 m o l3 3 1 333 ??? ???? ?n ，冷凝苯量為： － ＝ mol。 118 物料分流時(shí)混合氣體流量和組成見下表。 此股氣體分成兩路，主線氣體經(jīng)換熱器加熱到 140℃，副線氣體不加熱。在換熱器出口處，被加熱到 140℃的主線氣體和副線氣體匯合成為 112℃的氣體。求主、副線氣體每小時(shí)流量。兩股氣體如本題附圖所 示?；旌蠚庠?A點(diǎn)分成兩股，被加熱的一股在 B點(diǎn)與不加熱氣體匯合成為 112 ℃。 A．主線 3 046 kg/h，副線 2 874 kg/h B．主線 3 073 kg/h，副線 2 847 kg/h C．主線 kg/h，副線 5 kg/h D．主線 3 021 kg/h，副線 2 899 kg/h 答案： 118 A A．答案正確。 熱量衡算基準(zhǔn)取 0℃氣體。混合氣中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和 0℃、 83℃、 112℃和 140℃的比熱容數(shù)據(jù)列于下表。表中比 熱容的單位是 kJ/（ kg178。 K）。 16 0 ℃的混合氣定壓比熱容為 cp＝ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＝(kg178。 K) 83 ℃的混合氣定壓比熱容為 cp＝ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＝ kJ/(kg178。 K) 112 ℃的混 合氣定壓比熱容為 cp＝ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＝ kJ/(kg178。 K) 140 ℃的混合氣定壓比熱容為 cp＝ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＝ kJ/(kg178。 K) 設(shè)主線氣體的質(zhì)量流量為 W1 kg/h，匯合處主線氣體的溫度為 140 ℃，熱量為 Q1 ，即 kJ / )0140(2 111 WWQ ????? 匯合處副線氣體的溫度為 83℃，熱量為 Q2，即 kJ / 35 20)083(2 )5920( 112 WWQ ??????? 匯合后氣體溫度為 112℃，熱量為 Q3，即 kJ / h4781311)0112(2 2 03 ?????Q 忽略熱損失，則有 Q1＋ Q2＝ Q3 代入數(shù)據(jù)得 ＋ 823519－ ＝ 1 131 478 解得 W1＝ 3 046 kg/h 因此可知，主線氣體流量為 3 046 kg/h，副線氣體流量為 (5 920－ 3 046)＝ 2 874kg/h。 B．答案錯(cuò)誤。 Q Q Q3全部計(jì)算錯(cuò)誤，均沒有按 0℃到相應(yīng)的溫度平均比熱容計(jì)算。最后結(jié)果為主線流量為 3073 kg/h，副線流量為 2847 kg/h。 C、 D答案錯(cuò)誤，均為計(jì)算錯(cuò)誤。 119 如本題附圖所示， ℃進(jìn)入分解釜。丙酮以每小時(shí) 277 kg， 30℃連續(xù)進(jìn)入分解釜，在釜內(nèi)發(fā)生主、副反應(yīng)。主反應(yīng)反應(yīng)熱為： 。如圖所示，反應(yīng)熱依靠丙酮部分蒸發(fā)移出，分解釜蒸發(fā)的丙酮進(jìn)入冷凝器，假設(shè)全部冷凝至 45℃返回釜內(nèi)。分解 釜操作溫度 85℃。出口分解液組成為如本題附表 1所示。 17 附表 1 分解液組成 組成 丙酮 苯酚 異丙苯 合計(jì) 質(zhì)量含量 /% 41 33 26 100 附表 2 進(jìn)釜提濃液組成 組成 過氧過異丙苯 異丙苯 芐醇 合計(jì) 質(zhì)量含量 /% 100 分解為苯酚和丙酮的過氧化異丙苯的量為 。 主反應(yīng)： 副反應(yīng)： （ 1） 反應(yīng)熱： 芐醇，分解量為 。