2013年化工工程师物料能量平衡试题及解析14

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　　1-15 1000 kg65%(质量百分数，下同)的发烟硫酸和3000 kg20%的发烟硫酸于20℃下混合时所发生的热效应为( )。

　　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.答案正确。

　　本题用SO3和水的混合热进行计算。液态SO3和水的混合热可按下述经验公式计算

　　式中：q为液态SO3和水的混合热，kcal/kgH2O;m为配得酸中SO3的含量，%;t为混合温度，℃。

　　现在把含量为65%的发烟硫酸称a酸，20%发烟硫酸称b酸。a酸含SO3设ma，b酸含SO3设为mb。两酸混合以后的酸称c酸，其含量为mc。根据盖斯定律混合过程热效应Q可按下式计算Q=Qc-(Qa+Qb)

　　配制的最终酸的质量=1000+3000=4000kg

　　①现在计算65%和20%的发烟硫酸及配制成的c酸含SO3的量

　　a酸含SO3量：

　　b酸含SO3量：

　　混合后的c酸浓度

　　②计算a、b、c酸的SO3和水的混合热

　　混合过程热效应为

　　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.答案错误。计算过程中没有把65%和20%的发烟硫酸换算成SO3的百分含量。将a酸含量看作65%，将b酸含SO3量看成20%，故计算结果为：

　　2.19×105 kcal/kg H2O=9.16×105 kJ

　　C.答案错误。单位换算错误，即混合热为5.14×103 kJ

　　D.答案错误。公式用错，混合热

　　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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