1720、吸收混合气中苯,已知摩尔分数y1=0.04,吸收率是80%,则比摩尔分数Y1、Y2是( )。

这是一道关于化工原理中气体吸收计算的题目，主要考察**摩尔分数（$y$）**与**比摩尔分数（$Y$）**之间的转换，以及**吸收率（$\eta$）**的定义应用。 以下是详细的解题步骤和解析： ### 1. 概念回顾与公式 * **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。 * 转换公式：$Y = \frac{y}{1 - y}$ * 逆转换公式：$y = \frac{Y}{1 + Y}$ * **吸收率 ($\eta$)**：被吸收的溶质量占进气中溶质总量的比例。 * 公式：$\eta = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} = 1 - \frac{Y_2}{Y_1}$ * 由此可得出口比摩尔分数：$Y_2 = Y_1 (1 - \eta)$ ### 2. 计算步骤 #### 第一步：计算进塔气体的比摩尔分数 $Y_1$ 已知进塔气体中苯的摩尔分数 $y_1 = 0.04$。 根据转换公式： $$Y_1 = \frac{y_1}{1 - y_1}$$ 代入数值： $$Y_1 = \frac{0.04}{1 - 0.04} = \frac{0.04}{0.96}$$ $$Y_1 = \frac{1}{24} \approx 0.04167 \, \text{kmol苯/kmol惰气}$$ 此时观察选项： * A: $Y_1 = 0.04167$ * B: $Y_1 = 0.02$ * C: $Y_1 = 0.04167$ * D: $Y_1 = 0.0831$ 排除 B 和 D，答案在 A 和 C 之间。 #### 第二步：计算出塔气体的比摩尔分数 $Y_2$ 已知吸收率 $\eta = 80\% = 0.8$。 根据吸收率定义： $$Y_2 = Y_1 (1 - \eta)$$ 代入 $Y_1 \approx 0.04167$ 和 $\eta = 0.8$： $$Y_2 = 0.04167 \times (1 - 0.8)$$ $$Y_2 = 0.04167 \times 0.2$$ $$Y_2 \approx 0.008334 \, \text{kmol苯/kmol惰气}$$ 保留五位小数为 $0.00833$。 ### 3. 结论验证 * 计算结果：$Y_1 \approx 0.04167$, $Y_2 \approx 0.00833$。 * 对比选项 A：$0.04167$ 和 $0.00833$，完全一致。 * 对比选项 C：$Y_2$ 为 $0.02$，不符。 ### 最终答案 故正确选项为 **A**。