1、11、在某次试验中需要气体压力为2106dyn/cm2,试求此压力相当于多少:(1)Pa;(2)kgf/cm2;(3)lbf/m2;(4)MN/m2。解：25224526/102110110102)1(mNmcmdynNcmdynP2626/0394.21100197.1102)2(cmkgfdynkgfcmdynP222425/0394.2110110197.0102cmkgfcmmNkgfmNP2222626/00.29154.2124810.2102)3(inlbfincmdynlbfcmdynP22241126/2.0110110102)4(mMNmcmdynMNcmdynP22232
2、5/0394.2/1/1010197.0102cmkgfmNcmkgfmNP12、1000kg水以50mh的流速流动，试求其动能。用下列各单位表示:(1)J;(2)HPS;(3)W S;(4)latm;(5)ftlbf;(6)erg。解：JmuE2221065.936005010005.021)1(SHPWHPJE43210294.1110341.11065.9)2(SWJSWJE221065.9111065.9)3(latmmlPaatmmPaJE433532210524.91101109869.01065.91065.9)4(lbfftmftNlbfmNE07117.012808.3122
3、48.01065.9)5(2ergJergJE5721065.91101065.9)6(以表面张力为0.005lbf/ft，换算成：dyn/cm、kgf/cm、N/m。解：cmdyncmftlbfdynftlbf969.7248.3011104482.4005.05cmkgfcmftlbfkgfftlbf51044.748.30114536.0005.0mNmftlbfNftlbf07297.03048.0114482.4005.015500kcal热能，热效率为75，在10分钟内传给物体，求传热速率。用下列单位表示：（1）kcal/S;(2)kW;(3)erg/S;(4)kgfm/S;(5)
4、Btu/S;(6)lbfft/S.解：SkcalSkcalq/625.0min160min10%755001 kWkcalkJSkcalq617.21187.4/625.02 SergkcalergSkcalq101010617.2110187.4/625.03 SmkgfkcalmkgfSkcalq9.2661102.010187.4/625.043 SBtukcalBtuSkcalq48.2252.01/625.05 SftlbfmftkgflbfSmkgfq6.192912808.34536.01/9.26661620蔗糖溶液，20C粘度为1.967cp，换算成:(1)kg/mh（2）k
5、gfS/m2;(3)NS/m2;(4)mPaS;(5)lb/ftS;(6)lbfS/ft2。（1cp=0.01p)解：hmkghSmcmgkgPScmgcPPcP081.713600110010001111001967.1)1(2422462/1001.21101100197.101967.01101967.0111001967.1)2(mSkgfmcmdynkgfcmSdynSScmcmScmgPScmgcPPcP2322452/10967.111011001967.0)3(mSNmcmdynNcmSdynSmPaPamPamNPamSN967.11100011/10967.1)4(223S
6、ftlbftcmglbScmgPScmgcPPcP001322.0148.301002205.001967.0111001967.1)5(252222310108.413048.011/10967.1)5(ftSlbfmftNlbfmSN第二章第二章 习题习题21 汞20C的导热系数为6.8kcal/mh C。换算成SI单位、CGS单位及FPS单位。解：KSmJKCShkcalJChmkcal 907.71136001141868.6CScmergShcmmkcalergChmkcal 51010907.7360011001110186.48.6FSftBtuFCcmftShkcalBtuCh
7、mkcal 310269.18.1148.30136001196.38.622 由手册查得下列液体在68F时导热系数为：醋酸0.099Btu fthF;煤油；0.086 Btu fthF。换算成（1）液体温度用C表示；（2）导热系数用CGS及SI单位表示。解：（）CTTFC208.132688.132（）醋酸（）醋酸CScmergCFShcmftBtuergFhftBtu 410107133.118.1360014.301110055.1099.0KSmJKFShmftBtuJFhftBtu 17133.018.13600112808.311055099.0煤油煤油CScmergCFShcmf
8、tBtuergFhftBtu 41010488.118.1360014.301110055.1086.0KSmJKFShmftBtuJFhftBtu 1488.018.13600112808.311055086.03由一温度已知值，计算下列所有温度值由一温度已知值，计算下列所有温度值KCFR（）398（）40（）77（）500解：由TF1.8TC+32，TTC+273.15，TRTF+459.67等式求之，结果见下表：KCFR（）398124.85256.73716.4（）133.1540-40419.67（）298.152577536.67（）277.784.6340.33500丁烯（气体）
9、于F时之热容为0.366BtulbF。换算成kcal/kgC及kJ/kgK。解：CkgkcalCFkglbBtukcalFlbBtuCp /366.018.11205.21252.0366.0KkgkJKFkglbBtukJFlbBtuCp/533.118.11205.21055.1366.02-5铜的热容为CmolTcalCp/101462.044.52式中温度单位为摄氏温度。试求：（1）将上式换算成Cp用Btu/lbmolR表示，式中温度用兰金温度表示；（2）将60C时铜之热容单位用Btu/lbmolR表示。解：（1）8.167.4918.13267.4598.132RRFCTTTTRlb
10、molBtuTRClbmolmolcalBtuCmolcalTCpRR 4210122.8041.58.1116.45325218.167.491101462.044.5（2）60CRTR67.59967.45932608.1RlbmolBtuRlbmolBtuTCpR 528.567.59910122.8041.510122.8041.544或CmolcalCp/5277.560101462.044.52RlbmolBtuRClbmolmolcalBtuCmolcalCp 5273.58.1116.4531003968.0/5277.526、一反应器的水银压力表读数为26.5英吋汞真空度，当
11、时气压表读数为763mmHg，求容器内绝对压力为多少？用lbfin2、lbf/ft2、巴、mmHg、英吋汞柱及毫米汞柱表示。解：mmHginHgmmHginHgmmmHgP9.8914.255.26763inHgmminmmHgP539.34.2519.89OmmHmmHgOmmHmmHgP226.122216.139.89barmmHgbarmmHgP1196.0110333.19.895223739.111034.199.89inlbfmmHginlbfmmHgP223739.111034.199.89inlbfmmHginlbfmmHgP2730（w%）的H2SO4在15.6C的比重为1
12、.22，试求此硫酸溶液的浓度。以下列单位表示：（1）mol/m3;(2)g/l;(3)lbmol/ft3;(4)kgH2SO4/kgH2O;(5)molH2SO4/mol溶液。解：取100kg硫酸溶液为计算基准37.3734122010098301000)1(mmollg36622.1100100030)2(33333233.013048.06.45317.3734)3(ftlbmolftmmollbmolmmolOkgHSOkgHOkgHSOkgH2422424286.03010030)4(溶液molSOmolH4207297.0187098309830)5(28 ZnBr2的水溶液，其密度
13、在20C和80C时分别为2.002g/ml和1.924g/ml，其组成为20C时100ml溶液中含130g ZnBr2。用下列方法表示其组成：（1）质量百分数；（2）摩尔百分数；（3）kg(溶质)/kg(溶剂);（4）摩尔(溶质)/kg(溶剂);（5）克溶质/100ml溶剂（80C）;（6）摩尔溶质升溶液（20C）。解：取100ml溶液为计算基准%94.64002.2100130)1(%9.1218130002.21004.6529.791304.6529.79130)2(OkgHSOkgHOHSOkgH24223423852.110130002.210010130)3(OkgHSOmolH2
14、423/22.810130002.21004.6529.79130)4(溶液mlSOgH100/94.124924.1002.2100100130)5(42 溶液lSOmolH/778.54.6529.7910130)6(4229.一种三组分的液体混合物，其中含A10kg，B为25（w）以及每1摩尔B含1.5摩尔C，A、B、C三组分的分子量分别为56、58、72，比重分别为0.58、0.60、0.67。计算：（1）混合物的摩尔百分数及体积百分数|（2）混合物的平均分子量。解：（1）A、B、C的分子量分别为56、58、72，由B的质量百分数求出A、C的质量百分含量。%45.28%55.46%25
15、1%55.46%2558725.1ACww%100%100iiiiiiiiiiMwMwxdwdwv由 求 之 wi%vi%xi%A28.4530.6232.04B2526.0127.18C46.5543.3740.78总计100.00100.00100.00结果列于下表：07.63724078.0582718.0563204.0)2(iiMxM或06.63724655.05825.0562845.011iiMwM210.一气体混合物组成如下：组分H2OCOH2CO2CH4N2vi6.85.69.211.225.441.8若以上组成用干基表示，应为多少？解：取100kmol气体为计算基准，则干基
16、量及组成如下表：组分kmolYiCO5.66.01H29.29.87CO211.212.02CH425.427.25N241.844.65总计93.2100.00第四章第四章 习题习题例题 乙烷与氧气混合得到含80乙烷和20氧的混合物，然后再在200的空气过量分数下燃烧，结果有80的乙烷变为CO2，10变为CO，10未燃烧，计算废气组成（以湿基表示）。解：据题意，送入的氧应为C2H6完全燃烧所需氧量的3倍，画出过程示意图取80kmol进料乙烷为计算基准过程中发生的化学反应为：燃烧系统燃烧系统nC2H6=80kmolnO2=20kmoln空气空气,O2,N2废气废气n n CO2n COn H2
17、On C2H6n O2n N2OHCOOHCOHCOOHC22622226232253227C2H6的理论需氧量 nt=803.5=280kmol实际用氧量3280840kmol应由空气供入的氧量84020820kmol由空气带入的氮量82079213085kmoll废气中CO2的量nCO2=800.82=128kmoll废气中CO的量nCO=800.12=16kmoll废气中H2O的量nH2O=800.93=216kmoll废气中C2H6的量nC2H6=800.1=8kmoll废气中N2的量nN2=3085kmoll废气中O2的量nO2=840800.83.5l 800.12.5=596km
18、ol废气n=nCO2+nCO+nH2O+nC2H6+nO2+nN2=128+16+216+8+596+3085=4049kmol衡算式：输入的反应掉的+生成的输出的由上数据求湿基废气组成lCO2 3.16，CO 0.40，H2O 5.33，lO2 14.72，N2 76.19，C2H6 0.20。分析：（1）由于输出方的组分摩尔分数均未知，使用组分摩尔数作为未知变量计算要比使用组分摩尔分数更为简便。（2）反应物中C2H6是限制反应物，故进入的氧应该是C2H6完全燃烧所需理论氧量的3倍。（3）在产物中有O2和C2H6(未转化的)存在，这是空气过量分数过大的结果例410（P8788）思考题：为什么
19、选取1kmol对硝基氯苯作基准？例411（P88）思考题：为什么选取一定量的原料气作计算基准？例题：三氯苯可作干洗剂，由苯氯化制取，由于连串反应会同时生成各种取代物：C6H6Cl2 C6H5Cl+HCl （a）C6H5ClCl2 C6H4Cl2+HCl （b）C6H4Cl2Cl2 C6H3Cl3+HCl （c）C6H3Cl3Cl2 C6H2Cl4+HCl （d）进料氯气与苯的摩尔比为3.6：1，反应后的Cl2和HCl呈气相逸出，得到液相组成为C6H61，C6H5Cl 7，C6H4Cl212，C6H4Cl375，C6H2Cl45,苯的投料量为1000mol/h。求液相产物与气相产物的排出量，mo
20、l/h。解：过程示意图及物流标注如图系统有C、H、Cl三个元素，可列三个元素衡算式氯化反应器氯化反应器nC6H6=1000mol/hnCl2=3600mol/h气相气相n n Cl2,n HCl,液相液相n 1xC6H6=0.01xC6H5Cl=0.07 xC6H4Cl2=0.12 xC6H3Cl3=0.75 xC6H2Cl4=0.05lC衡算 6nC6H6=n1(6x1，C6H6+6x1，C6H5Cl +6x1，C6H4Cl2+6x1，C6H3Cl3+6x1，C6H2Cl4)所以 n1=nC6H6=1000mol/hH衡算 6nC6H6=nHCl+n1(6x1，C6H6+5x1，C6H5Cl
21、 +4x1，C6H4Cl2+3x1，C6H3Cl3+2x1，C6H2Cl4)6000=nHCl+3240所以 nHCl=2760mol/hlCl 衡算 2 nCl2=nHCl+2nCl2+n1(x1，C6H5Cl +2x1，C6H4Cl2+3x1 C6H3Cl3+4x1，C6H2Cl4)7200=2760+2nCl2+10002.76所以 nCl2=3600-1380-1380=840mol/h补充例题：进行某种燃料完全燃烧实验以确定适宜的空气过量百分数和生成的烟道气体积。燃料分析含C 88%，H 12%（质量百分数），由于缺少流量测量装置，只知烟道气分析结果为：CO2 12%；O23.6%；
22、N283%（干基体积百分数）。解：1、分析题意并画出过程示意图燃烧过程燃烧过程原料原料G%12%88HCWW%83%6.3%4.13222NOCOyyy 水汽水汽Wkmol 空气空气Akmol干干烟道烟道气气F (2)实验结果为完全燃烧，故烟道气中必含水蒸实验结果为完全燃烧，故烟道气中必含水蒸汽，其完全由燃料转化而来；已知烟道气干基组成，汽，其完全由燃料转化而来；已知烟道气干基组成，将水蒸气和烟道气分成两股物流计算将水蒸气和烟道气分成两股物流计算 更方便。更方便。(3)N2是由空气带入的不变组分，可作为联系组分。是由空气带入的不变组分，可作为联系组分。(4)原料结构不明，应使用元素衡算，因原料
23、结构不明，应使用元素衡算，因C和和H元素各自完整地转移到烟道气和水蒸气中，它们元素各自完整地转移到烟道气和水蒸气中，它们也可作为联系组分也可作为联系组分（5）元素衡算可用质量单位，但本例物流多为气相）元素衡算可用质量单位，但本例物流多为气相，给出的是摩尔组成，故采用摩尔计算略为简便。，给出的是摩尔组成，故采用摩尔计算略为简便。（1）各物）各物流量均未知流量均未知，但组成分析已知。，但组成分析已知。2、计算 基准F=100kmol干烟道气为基准。（可否取可取100kg燃料或100kmol 空气为基准）查得C和H千摩尔质量分别为12.01kg/kmol和.008kg/kmol。由联系物N2求空气量
24、A83.079.0FAkmolA1.105 由联系物C衡算求燃料量G 134.001.1288.0FG G=182.9kg 由氧衡算求水量W 反应：C+O2 CO2；2H+O2 H2O 空气中氧的量=干烟道气中的氧的量+CO中氧量 +水汽中氧的量 利用联系物H衡算水汽量更简便 kmolWWFA14.102)036.0134.0(21.0解得；kmolGW89.10008.12%12两W间误差达7%，显然非舍入误差。计算空气过量百分数 先计算理论空气量At 本例中空气过量百分数也可由干基烟道气实测O2%计算%5.19%100%6.3100%211.105%6.3100%100222的量剩余的量进
25、入的量剩余OOO%1.17%10074.8974.891.105%10074.8921.014008.112.09.18201.1288.09.182tttAAAkmolA空气过量百分数3、计算结果分析 （1）利用联系物常可立即求得某些物流量或组成，从而简化计算。（2）校核结果有较大误差，主要是物料组成的分析误差所致。因此，利用联系组分衡算，从组成求物流量时，组成分析数据必须力求准确。（3）通常因元素分析结果要比目前工业烟道气组成分析（使用奥氏气体分析仪）准确。因此，采用H衡算得水汽量要比由O2衡算的结果更可靠（O2衡算时还涉及两个大数相减，会进一步增加误差）。所以，空气过量百分数由计算At得
26、出的数值更可靠。例420 乙烯环氧化制环氧乙烷，其生产流程如下：反 应 器吸收塔FMFRPSWRPAB水C2H4空气环氧乙烷水溶液已知新鲜原料中乙烯：空气=1：10，乙烯单程转化率为55%，吸收塔出口气体总量的65%循环返回反应器。计算：（1）总转化率、各股物流量及排放物料W的组成。（2）如W的分析数据为：N2 81.5%，O2 16.5%，C2H4 2.0%，循环比（R/W）为3.0，计算新鲜原料中乙烯与空气的比例和单程转化率。注意：1、不同情况下，计算基准选取不同,计算（1）中选F中乙烯为计算基准（乙烯与空气比 值已知，组成也知道；计算（2）中选排放物料W为计算基准（W组成已知，未知数少）
27、。2、利用结点A衡算 3、W量及组成的计算 例题 苯直接加氢转化为环己烷，如下图，输入过程的苯转化率为95，进入反应器的物流的组成为80H2和20的苯（mol%)。产物中环己烷为100kmol/h，产物中含3的氢。试计算（1）产物物流的组成；（2）苯和氢的进料速率；（3）氢的循环速率。反应器反应器冷凝器冷凝器纯纯苯苯ABF4 环己烷环己烷100kmol/hH23%F3H280，苯，苯20F1F2R循环循环H2新鲜新鲜H2解：取产物物流中环己烷为100kmolh作计算基准取整个过程为衡算体系，对苯列衡算式F195F1F4x4,苯因过程中无副反应，反应的苯与生成的环己烷摩尔数相等h/kmol26.
28、105%95100F1F4中苯105.26（1-95）5.26kmol/hX4环己烷（100105.26）9792.15X4，苯（5.26105.26）974.85X4，H23（2）苯和氢的进料速率苯进料速率 F1F195+F44.85105.26kmol/h氢进料速率 F23F195+F43303.26kmol/hF410092.15108.52kmol/h（3）H2的循环速率R以节点B作为衡算对象F2+R=F380h/kmol78.11726.303%20%8026.105FF%80R23假定原料气的组成（mol%)为：N2,24.75%;H2,74.25%；惰气1.00。循环物流中惰气为
29、12.5，NH3为3.75。计算（1）N2的总转化率；（2）放空气与原料气的摩尔比；（3）循环物流与原料气的摩尔比。习题 由N2和H2 合成氨时，原料气中总有一定量惰性气体如氩和甲烷等，为防止惰气积累，需设置放空装置。流程示意图如下：反 应 器氨冷凝器F1原料气F2F4循环RF3液氨A解：取100kmolh原料气（F1）作计算基准取整个过程为衡算体系，F4与R组成相同，以惰气为联系物F1y1,惰F4y4,惰（1）N2的总转化率hkmolyFF/85.121100y4,114惰惰因F1中yH2：yN23：1，等于化学计量比，且过程中无副反应，所以F2、R及F4中yH2：yN23：1.F4及R组成
30、y惰12.5，yNH33.75，所以惰94.2040375.0125.014132NHNyyy%81.62%94.2031y3y22NH%23.93%100%75.24100%94.208%75.24100100%yFyF-yFx222N1,1N4,4N1,1总对N2列衡算式 F1y1,N2F1y1,N2x总F4y4,N2（2）放空气与原料气的摩尔比F4F181000.08（3）循环物流量与原料气的摩尔比无论取反应器还是取整个系统为衡算体系，反应的N2量相同，则有：单总xyFxyF22N2,2N1,1F2中N2量F2y2,N2 kmol/h30.922523.9375.24100NF22的量中
31、以节点A作衡算体系，对N2列衡算式F2中N2RyR,N2+F1y1,N2R/F1=322.6/100=3.226kmol/h6.32294.2075.241003.92R例题 由CO和H2合成甲醇的反应式已知为OHCHHCO322若原料气中含有少量杂质CH4，其组成（mol%)为：H267.3%,CO32.5%,CH40.2。已知反应器中CO的单程转化率xCO18，反应器出口物料在分离器中冷凝出全部甲醇，未反应的原料气循环使用，为维持循环气中CH4含量不大于3，在分离器后要排放一部分气体。试计算对100kmol 原料气的甲醇产量、排放气量和循环气量。若要求循环气中CH4含量不大于1，则这些值将
32、如何变化？解：根据题意进行分析并画出流程示意图（1）本过程属于带循环和排放过程的反应系统；（2）为简化计算，忽略生成甲烷反应，将甲烷看为惰性气体；（3）分离器分出全部甲醇，故出口气不含甲醇；（4）分离器出口气体分为排放气和循环气两股，相当于一个分割单元，气体组成应相同；（5）循环气与原料气混合处相当于混合单元；（6）本例可用组分衡算或元素衡算求解，由于已知CO转化率，按组分衡算较为方便；（7）全过程有4个单元、7股物流、4个组分如流程示意图,下标1、2、3和4分别为氢、CO、CH4和甲醇。混合混合单元单元反反应器应器分离器分离器分割分割单元单元新鲜原新鲜原料气料气n1=100kmoly1,1=
33、67.3%y1,2=32.5%y1,3=0.2%n2y2,1y2,2 y2,3n3y3,1y3,2 y3,3y3,4循环气循环气n5y5,1y5,2 y5,3y4,1y4,2 y4,3n4甲醇甲醇np排放气排放气n6y6,1y6,2 y6,32、计算、计算 先以整个先以整个系统系统作为衡算体系作为衡算体系CH4衡算：CH4是惰性组分，可作为联系物直接计算n6kmol,H2衡算：)2(3.672667.6667.62673.010021,61,61,661,11pppnyynynnynkmolnynyn667.6%3%2.0100)1(63,663,11CO衡算联立（1）、（2）、（3）求解得：
34、%38.20%3%17.761%17.7611.312,61,6yykmolnp)3(033.26667.603.01667.6325.01001,61,62,662,11ynynynnynppp对混合单元作衡算因为CO的单程转化率为18，则有：kmolynynyn007.17318.02038.0667.6325.0100%182,662,112,22对CO列衡算式 n1y1,2+n5y5,2=n2y2,2由分割单元知：y4,1y5,1=y6,176.17y4,2y5,2=y6,220.83，y4,3y5,3=y6,33。kmolyynynn542.6742083.05.32007.1732
35、,52,112,225n2=n1+n5=100+674.542=774.542kmol解得：y2,2=22.34%,y2,1=75.02%,y2,3=2.64%,n4=n5+n6=674.542+6.667=681.209kmol当循环气中CH4含量降为1，计算得：np=26.67kmol,n6=20kmol,n5=396.5kmol.习题一 原料A与B进行下列反应 2A+5B 3C+6D若新鲜原料中A过剩20，B的单程转化率为60，总转化率为90，。反应器出来的产物混合物进分离器分离出产物C与D，剩下的未反应的A与B，一部分排放，其余循环返回反应器，流程如下：反应器反应器分离器分离器W，A、
36、B产品：产品：C、DR原原料料FA、B MF求（1）循环气R的摩尔组成；（2）排放气W与循环气R的摩尔比；（3）循环气R与进反应器原料MF的摩尔比。求解过程求解过程习题 下图为NaCO3生产工艺简图，反应式为 Na2SCaCo3 Na2CO3+CaS反应器反应器分离分离结晶结晶蒸发蒸发F 1000kg/hNa2S45%H2O55%N 1960kg/hCaCO330%H2O 70%H CaCO330%H2O 70%M CaCO36kghR纯纯Na2SCaCO3溶液溶液S CaS20H2O80W H2OPNa2CO380H2O20%NaS通过反应器的转化率为90，进入反应器的CaCO3较理论需要量
37、过量50，计算：（1）纯Na2S循环量（kg/h);（2）生成Na2CO3溶液量（kg/h）。求解求解过程过程习题二 乙烯与空气氧化生产环氧乙烷，离开反应器的气体组成如下（干基mol%）：C2H4 3.2；N2 78.2；O2 12.2；C2H4O 0.824；CO2 5.5。求选择性、循环气对废气（RW）的摩尔比以及新鲜原料（FF）中乙烯对空气的摩尔比。反应式为：C2H4+0.5O2 C2H4O C2H4+3O2 CO2+H2O求解过程求解过程解：（1）取整个过程作为衡算体系，设B的加入 量为100mol。则A的加入量为 1005212048mol由x总90知，系统内反应的B量为：10090
38、90mol系统内反应的A量为：902536mol对于B 输入的B反应的B输出的BW中B的量1009010mol对于A 输入的A反应的A输出的AW中A的量483612molR组成（与W同）：%5.45101210%5.54101212,BWAWBBBWAWAWAnnnynnny(2)以节点作为衡算对象对B衡算 nF,B+nR,B=nMF,BnMF,B=90/60%=150molnR,B=nMF,B nF,B15010050mol同理nR,A=60mol522110WR排放气量循环气量循环气量R5045，5110mol4263.011048100110RFRMF混合原料量循环气量R解：以整个系统为
39、衡算对象，取进系统Na2S水溶液量1000kg/h为基准。对Na元素作衡算：F中Na量P中Na量hkgPPF/42.764%8078106%4510002106%80278%45由题意知，新鲜原料中加入的Na2S全部反应，由Na2S单程转化率为90得100045（10045+R）90hkgR/50%451000%90%451000习题习题41天然气与空气混合，混合气含8CH4（体积）天然气组成为85（质量）CH4和15C2H6，计算天然气与空气比率。解：取100kg天然气为计算基准，则：空气天然气相应混合气量乙烷量甲烷量kmolkmolhkmolhkmolhkmol096.05.03125.5
40、4063.665.03125.54063.66%83125.55.030%151003125.516100%8543现有100kg混合酸，组成26HNO3，56H2SO4及18H2O。今需调整至：30HNO3，58H2SO4及12H2O，试计算需加入一以下两种酸各多少kg。（1）87HNO3，8H2SO4及5H2O；（2）98H2SO4及2H2O。解：取100kg 原混酸为计算基准，设需加入（1）酸xkg（2）酸ykg。画出简图混 合 器100kg HNO3，26H2SO4，56H2O，18HNO3，30H2SO4，58H2O，12HNO3，87H2SO4，8H2O，52H2SO4 98，H2
41、O 2xy总物料 1000+x+yG对HNO3:100026+87x=30%G对H2SO4:100056+8x+98%y=58%G联立上三式求解得kgGkgykgx7.16846.4021.282答：需（1）酸282.1kg，（2）酸402.6kg，得指定 混酸1684.7kg。44.一蒸发器连续操作，处理量为25吨时溶液，原液含10NaCl，10NaOH及80（w%)H2O。经蒸发后，溶液中水分蒸出，并有NaCl结晶析出，离开蒸发器的溶液浓度为：2NaCl，50NaOH及48（w%)H2O。计算：（1）每小时蒸出的水量；（2）每小时析出的NaCl量；（3）每小时离开蒸发器的浓溶液的量。解：画
42、出流程简图。蒸发结晶过程F2510NaCl，10NaOH 80H2OW kgH2OG kgNaClP kg 2NaCl，50NaOH 48H2O取25T/h原溶液为计算基准总物料 25G+W+P对H2O:2580=48%P+W对NaOH:2510=50%P联立上三式求解得tGtWtP4.26.175答：每小时蒸出水17.6吨，析出氯化钠2.4吨，得到浓溶液5吨。45.一蒸馏塔分离戊烷（C5H12）和己烷（C6H14)的混合物，进料组成两组分均为50（w%)。顶部馏出液含C5H1295，塔底釜液含C6H1496，塔顶蒸汽经冷凝后，部分冷凝液回流，其余作为产物，回流比为0.6。计算：（1）每kg进
43、料馏出产物的量和塔底产物的量；（2）进冷凝器物料量与原料量之比；（3）若进料为100kmolh，计算馏出产物、塔底产物的质量流率。解：画出流程简图解：画出流程简图蒸馏塔蒸馏塔冷凝器冷凝器D kg C5H12 95C6H14 5 W kg C5H12 4C6H14 96F kg D C5H12 50C6H14 50(1)取1kg进料为计算基准总物料 FD+W对C5H12:150=95%D+5W联立求解得kgDkgW505.0495.0（2）808.01505.016.01FDR原料进冷凝器物料（3）取进料100kmolh为计算基准hkgWhkgDhkgFMwMii/3880495.07838/3
44、958505.07838/783810038.7838.78865.0725.011答：（1）每kg进料馏出产物的量0.505kg,塔底产物的量0.495kg；（2）进冷凝器物料量与原料量之比0.808；（3）若进料为100kmolh，馏出产物3958kg/h,塔底产物3880kg/h。4-6.含轻烃较高的汽油,须经精馏塔将大部分丙烷、丁烷、戊烷除去，以提高汽油的稳定性，现需处理的不稳定汽油组成如下：组分C03C04C05C06C07C08总计x%4710182833100计算：（1）若全部C03、C04在流出液中，C06、C07、C08在残液中，C05的一半在D中，量一半在W中，求D、W的组
45、成及每100kmol原料能得到的D和W的量。（2）若要求得到稳定汽油（残液）含9（mol）C05，则100kg原料液能得到稳定汽油多少kg。解：画出物料流程简图 精 馏 塔FDW（1）取100mol原料液为计算基准D=4+7+100.516molW=100.5+18+28+3384mol馏出液组成如下表组分C03C04C05mol475x%2543.7531.25残液组成如下表：组成C05C06C07C08总计mol518283384x%5.9521.4333.3339.29100.00（2）当稳定汽油中）当稳定汽油中C05含量为9%(mol时)，取100kg原料液为计算基准。kmolkgM1
46、2.9411433.010028.08618.0721.05807.04404.0进料摩尔数10094.121.0624kmol/h设稳定汽油含戊烷为xkmol hkmolxxx083.009.0133.028.018.00624.109.033.028.018.00624.1%9hkgW14.9272083.011433.010028.08618.00624.1答：（1）每kg进料馏出产物的量16mol,塔底产物的量84mol；（2）稳定汽油产量92.14kg/h。47.含H2和CO混合气和空气燃烧，燃烧后废气分析结果如下：N279.8（mol%),O218.0%，CO22.4%(为干基）计
47、算：（1）H2和CO混合燃料的组成；（2）混合燃料和空气的比率。解：画出流程简图，解：画出流程简图，燃烧炉燃烧炉FAP 100kmol N2 79.8 O2 18 CO2 2.4（1）取100kmol干基废气为计算基准以N2为联系物kmolPA01.10179.08.79%79%8.79反应耗氧量通入氧量输出氧量 101.0121100183.21kmolH2燃烧耗氧量3.210.52.42.01kmol燃料中H2的量2.0124.02kmol燃料组成%38.374.202.44.2%62.624.202.402.42COHyy（2）混合燃料与空气比率0636.001.1014.202.42A
48、irCOHnnnR48.用苯、氯化氢和空气生产氯苯，反应式：OHClHCOHClHC25626621原料进行反应后，生成的气体经洗涤塔洗去未反应的氯化、苯及所有产物，剩下的尾气组成为：N288.8%(mol%)，O211.2%。求进过程的每摩尔空气生成氯苯的摩尔数。解：画出流程简图，取1mol空气为计算基准。反应吸收系统反应吸收系统F 苯、苯、HClA 空气空气W N288.8 O2 11.2洗涤液以N2为联系物 79A88.8W W=0.8896 mol 反应耗氧输入氧输出氧121%0.889611.20.1104 mol生成氯苯量0.110420.2208mol49.高分子量的饱和烃在H2
49、和铂存在下能裂解为低分子量的饱和烃，某加氢裂解炉的进料为纯十二烷，出料各种烃的摩尔组成为：戊烷10，己烷40，庚烷20，十二烷30。求（1）每100kmol原料能生产多少kmol产物（不包括十二烷）（2）每100kmol原料需要多少kmolH2；（3）如果原料比重为0.9，裂解产物比重为0.8，每生产100升裂解产物需多少升原料。解：画出流程简图加氢裂解炉加氢裂解炉F100 G（1）过程及设计H、C两元素，可用元素衡算法，取100kmol原料液为计算基准对C元素列式kmolGG899.1516.34.14.25.012100123.072.064.051.012100产物量151.8999（0
50、.1+0.4+0.2）106.33 kmol（2）对H元素列式，设需耗氢xkmolkmolxx90.512261008.17899.151263.0162.0144.0121.0899.151226100（3）若裂解产物中不包括十二烷lF1520100008.01002.0864.0721.0899.1519.0160100410.1000kg对硝基氯苯（纯度按100计）用20的游离SO3的发烟硫酸3630kg进行磺化，反应式：23363246NOHSOHClCSONOHClC反应转化率为99，求：（1）反应终了时废酸的浓度；（2）如改用22发烟硫酸，时废酸浓度相同，求磺化剂用量；（3）用20
