题目
复杂反应的收率 在液相复杂反应 A+B→P (a) A+P→S (b) 原料初始浓度为c A0 =2.0mol/L,c B0 =4.0mol/L,c P0 =c S0 =0。在间歇反应器中反应,测得c A =0.3mol/L,c B =2.4mol/L,问组分P,S浓度各为多少?以B为基准,反应物B的选择性、产物P的收率为多少?
复杂反应的收率 在液相复杂反应 A+B→P (a) A+P→S (b) 原料初始浓度为c A0 =2.0mol/L,c B0 =4.0mol/L,c P0 =c S0 =0。在间歇反应器中反应,测得c A =0.3mol/L,c B =2.4mol/L,问组分P,S浓度各为多少?以B为基准,反应物B的选择性、产物P的收率为多少?
题目解答
答案
反应(a)消耗的A=(c B0 -c B )=4.0-2.4=1.6mol/L 反应(b)消耗的A=(2.0-0.3)-1.6=1.7-1.6=0.1mol/L 故 c S =0.1mol/L 产物P的浓度等于反应(a)生成的P减掉反应(b)消耗的P c P =1.6-0.1=1.5mol/L 以B为基准,反应选择性为 产物P的收率为
解析
步骤 1:计算反应(a)消耗的A
反应(a)消耗的A等于反应物B的消耗量,即(c B0 -c B )=4.0-2.4=1.6mol/L。
步骤 2:计算反应(b)消耗的A
反应(b)消耗的A等于反应物A的初始浓度减去反应(a)消耗的A再减去反应物A的剩余浓度,即(2.0-0.3)-1.6=1.7-1.6=0.1mol/L。
步骤 3:计算产物S的浓度
产物S的浓度等于反应(b)消耗的A,即c S =0.1mol/L。
步骤 4:计算产物P的浓度
产物P的浓度等于反应(a)生成的P减掉反应(b)消耗的P,即c P =1.6-0.1=1.5mol/L。
步骤 5:计算以B为基准的反应选择性
反应选择性为产物P的浓度除以反应物B的消耗量,即S P =c P /(c B0 -c B )=1.5/1.6=0.9375。
步骤 6:计算产物P的收率
产物P的收率等于产物P的浓度除以反应物B的初始浓度,即Y P =c P /c B0 =1.5/4.0=0.375。
反应(a)消耗的A等于反应物B的消耗量,即(c B0 -c B )=4.0-2.4=1.6mol/L。
步骤 2:计算反应(b)消耗的A
反应(b)消耗的A等于反应物A的初始浓度减去反应(a)消耗的A再减去反应物A的剩余浓度,即(2.0-0.3)-1.6=1.7-1.6=0.1mol/L。
步骤 3:计算产物S的浓度
产物S的浓度等于反应(b)消耗的A,即c S =0.1mol/L。
步骤 4:计算产物P的浓度
产物P的浓度等于反应(a)生成的P减掉反应(b)消耗的P,即c P =1.6-0.1=1.5mol/L。
步骤 5:计算以B为基准的反应选择性
反应选择性为产物P的浓度除以反应物B的消耗量,即S P =c P /(c B0 -c B )=1.5/1.6=0.9375。
步骤 6:计算产物P的收率
产物P的收率等于产物P的浓度除以反应物B的初始浓度,即Y P =c P /c B0 =1.5/4.0=0.375。