2013年化工工程師物料能量平衡試題及解析14
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1-15 1000 kg65%(質量百分數,下同)的發(fā)煙硫酸和3000 kg20%的發(fā)煙硫酸于20℃下混合時所發(fā)生的熱效應為( )。
A.8.866×104 kJ
B.9.16×105 kJ
C.5.14×103 kJ
D.5.77×102 kJ
答案:1-15 A
A.答案正確。
本題用SO3和水的混合熱進行計算。液態(tài)SO3和水的混合熱可按下述經驗公式計算
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ma,b酸含SO3設為mb。兩酸混合以后的酸稱c酸,其含量為mc。根據蓋斯定律混合過程熱效應Q可按下式計算Q=Qc-(Qa+Qb)
配制的最終酸的質量=1000+3000=4000kg
?、佻F在計算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:
b酸含SO3量:
混合后的c酸濃度
?、谟嬎鉧、b、c酸的SO3和水的混合熱
混合過程熱效應為
Q=Qc-(Qa+Qb)
=0.126×4 000×1493.9-(0.064×1 000×1924.3+0.147×3000×1380)
=21190.4 kcal=8.866×104 kJ
B.答案錯誤。計算過程中沒有把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%,故計算結果為:
2.19×105 kcal/kg H2O=9.16×105 kJ
C.答案錯誤。單位換算錯誤,即混合熱為5.14×103 kJ
D.答案錯誤。公式用錯,混合熱
Q=(0.064×1929.2+0.147×1 378.6)-0.126×1493.9
=137.85 kcal=5.77×102 kJ
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