题目
含 (SO)_2 摩尔分率为 0.01 的水溶液与摩尔分率为 0.02 的烟道气接触，平衡方程为 y=3.5x，则发生的是____，(SO)_2 传质方向是____，以气相摩尔分率差表示的传质推动力是____。
含 $\text{SO}_2$ 摩尔分率为 0.01 的水溶液与摩尔分率为 0.02 的烟道气接触，平衡方程为 $y=3.5x$，则发生的是____，$\text{SO}_2$ 传质方向是____，以气相摩尔分率差表示的传质推动力是____。
题目解答
答案
根据平衡关系 $ y = 3.5x $，当 $ x = 0.01 $ 时，$ y^* = 3.5 \times 0.01 = 0.035 $。
实际气相中 $ y = 0.02 < y^* $，故SO₂从液相传向气相，属于解吸过程。
传质推动力为：
\[
y - y^* = 0.02 - 0.035 = -0.015
\]
综上：
- 发生的是解吸过程（或气相吸收、液相解吸）。
- SO₂传质方向为从液相传向气相。
- 传质推动力为 $ y - y^* = -0.015 $。
解析
本题主要考查吸收与解吸过程的判断、传质方向的确定以及传质推动力的计算。解题的关键在于根据给定的平衡方程，计算出与液相组成成平衡的气相组成，再与实际气相组成比较，从而判断过程类型和传质方向，最后计算传质推动力。
- 判断过程类型和传质方向：
- 已知平衡方程为$y = 3.5x$，其中$x$为液相中$\text{SO}_2$的摩尔分率，$y$为与液相成平衡的气相中$\text{SO}_2$的摩尔分率。
- 题目中给出液相中$\text{SO}_2$的摩尔分率$x = 0.01$，将其代入平衡方程可得与该液相成平衡的气相中$\text{SO}_2$的摩尔分率$y^*$：
$y^* = 3.5x = 3.5\times0.01 = 0.035$ - 而实际气相中$\text{SO}_2$的摩尔分率$y = 0.02$。
- 因为$y \lt y^*$，即实际气相中溶质的分压低于与液相成平衡的气相中溶质的分压，所以$\text{SO}_2$会从液相传向气相，此过程属于解吸过程。
- 计算传质推动力：
- 以气相摩尔分率差表示的传质推动力为实际气相摩尔分率$y$与平衡气相摩尔分率$y^*$之差，即：
$y - y^* = 0.02 - 0.035 = -0.015$
- 以气相摩尔分率差表示的传质推动力为实际气相摩尔分率$y$与平衡气相摩尔分率$y^*$之差，即：