例1：某吸收塔在常压、25^circmathrm(C)下操作，已知原料混合气中含mathrm(CO)_(2) 29%（体积百分数），其余为mathrm(N)_(2)，mathrm(H)_(2)，和mathrm(CO)（inert gas），经吸收后，出塔气体中mathrm(CO)_(2)的含量为1%（体积百分数），试分别计算以摩尔分数，摩尔比和摩尔浓度表示的原料混合气和出塔气体中的mathrm(CO)_(2)的组成。(1) 理想气体体积分数=摩尔分数(2) Y=y_(mathrm{A)}/(1-y_(mathrm{A)})(3) c_(mathrm{A)}=C_(mathrm{A)}y_(mathrm{A)}，C=n/V=P/RT

本题主要考查吸收塔中气体组成的不同表示方法（摩尔分数、摩尔比和摩尔浓度）的计算，解题思路如下：

1. 摩尔分数的计算：根据理想气体状态方程，在同温同压下，气体的体积分数等于摩尔分数，所以可直接根据题目所给的体积百分数得到摩尔分数。
2. 摩尔比的计算：利用摩尔比与摩尔分数的换算公式$Y = \frac{y_{A}}{1 - y_{A}}$，将已求得的摩尔分数代入该公式，分别计算原料混合气和出塔气体中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔比。
3. 摩尔浓度的计算：
   • 首先根据理想气体状态方程$PV = nRT$推导出总摩尔浓度$C=\frac{n}{V}=\frac{P}{RT}$，其中$P$为压力，$R$为通用气体常数，$T$为温度。已知操作条件为常压（$P = 101325\mathrm{Pa}$）、$25^{\circ}\mathrm{C}$（$T=25 + 273.15=298.15\mathrm{K}$），$R = 8.314\mathrm{J/(mol\cdot K)}$，将这些值代入公式计算总摩尔浓度$C$。
   • 然后根据公式$c_{A}=C\times y_{A}$，将总摩尔浓度$C$与已求得的摩尔分数$y_{A}$相乘，分别计算原料混合气和出塔气体中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔浓度。

具体计算过程

1. 摩尔分数：
   • 因为理想气体体积分数等于摩尔分数，已知原料混合气中$\mathrm{CO}_{2}$体积百分数为$29\%$，所以原料混合气中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔分数$y_{A1}=0.29$。
   • 出塔气体中$\mathrm{CO}_{2}$体积百分数为$1\%$，所以出塔气体中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔分数$y_{A2}=0.01$。
2. 摩尔比：
   • 对于原料混合气，根据公式$Y_1=\frac{y_{A1}}{1 - y_{A1}}$，将$y_{A1}=0.29$代入可得：
     $Y_1=\frac{0.29}{1 - 0.29}=\frac{0.29}{0.71}\approx0.4085$
   • 对于出塔气体，根据公式$Y_2=\frac{y_{A2}}{1 - y_{A2}}$，将$y_{A2}=0.01$代入可得：
     $Y_2=\frac{0.01}{1 - 0.01}=\frac{0.01}{0.99}\approx0.0101$
3. 摩尔浓度：
   • 计算总摩尔浓度$C$：
     已知$P = 101325\mathrm{Pa}$，$R = 8.314\mathrm{J/(mol\cdot K)}$，$T = 298.15\mathrm{K}$，根据$C=\frac{P}{RT}$可得：
     $C=\frac{101325}{8.314\times298.15}\approx40.88\mathrm{mol/m}^3$
   • 计算原料混合气中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔浓度$c_{A1}$：
     根据$c_{A1}=C\times y_{A1}$，将$C\approx40.88\mathrm{mol/m}^3$，$y_{A1}=0.29$代入可得：
     $c_{A1}=40.88\times0.29\approx11.86\mathrm{mol/m}^3$
   • 计算出塔气体中$\mathrm{CO}_{2}$的摩尔浓度$c_{A2}$：
     根据$c_{A2}=C\times y_{A2}$，将$C\approx40.88\mathrm{mol/m}^3$，$y_{A2}=0.01$代入可得：
     $c_{A2}=40.88\times0.01\approx0.409\mathrm{mol/m}^3$