1255、吸收混合气中苯,己知摩尔分数y1=0.04,吸收率是80%,则比摩尔分数Y1、Y2是( )。

这是一道关于气体吸收过程中浓度单位换算及吸收率计算的典型化工原理题目。以下是详细的解析过程： ### 1. 概念梳理 在气体吸收计算中，常用的浓度表示方法有两种： * **摩尔分数 ($y$)**：组分摩尔数与混合气总摩尔数之比。 * **比摩尔分数 ($Y$)**：组分摩尔数与惰性气体（载体）摩尔数之比，单位通常为 $\text{kmol 溶质} / \text{kmol 惰气}$。 两者之间的换算关系为： $$ Y = \frac{y}{1 - y} $$ **吸收率 ($\eta$)** 的定义为被吸收的溶质量与进塔溶质量之比。对于低浓度气体吸收或基于比摩尔分数的计算，公式为： $$ \eta = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} = 1 - \frac{Y_2}{Y_1} $$ 由此可得出口比摩尔分数 $Y_2$ 的计算公式： $$ Y_2 = Y_1 (1 - \eta) $$ 其中： * $Y_1$：进塔气体的比摩尔分数 * $Y_2$：出塔气体的比摩尔分数 * $\eta$：吸收率 ### 2. 计算步骤 **第一步：计算进塔比摩尔分数 $Y_1$** 已知进塔摩尔分数 $y_1 = 0.04$，代入换算公式： $$ Y_1 = \frac{y_1}{1 - y_1} = \frac{0.04}{1 - 0.04} = \frac{0.04}{0.96} $$ 进行计算： $$ Y_1 = \frac{1}{24} \approx 0.04167 \, \text{kmol苯/kmol惰气} $$ **第二步：计算出塔比摩尔分数 $Y_2$** 已知吸收率 $\eta = 80\% = 0.8$，利用吸收率公式： $$ Y_2 = Y_1 (1 - \eta) $$ $$ Y_2 = 0.04167 \times (1 - 0.8) $$ $$ Y_2 = 0.04167 \times 0.2 $$ 进行计算： $$ Y_2 \approx 0.00833 \, \text{kmol苯/kmol惰气} $$ *(注：如果使用分数精确计算，$Y_2 = \frac{1}{24} \times \frac{1}{5} = \frac{1}{120} \approx 0.008333...$)* ### 3. 结果对比 根据计算结果： * $Y_1 \approx 0.04167 \, \text{kmol苯/kmol惰气}$ * $Y_2 \approx 0.00833 \, \text{kmol苯/kmol惰气}$ 对比选项： * **A.** $0.04167$ 和 $0.00833$ —— **符合** * B. $0.02$ 和 $0.005$ —— 不符合 * C. $0.04167$ 和 $0.02$ —— $Y_2$ 错误 * D. $0.0831$ 和 $0.002$ —— 均错误 ### 4. 结论 正确答案是 **A**。