正丁烯氧化脱氢法制丁二烯的主反应为: (C)_4(H)_8 + 1/2(O)_2 arrow (C)_4(H)_6 + (H)_2(O) (气)，当正丁烯投料量为 200(kg/h)，反应器出口物料组成为丁二烯、正丁烯以及丙酮等，其中丁二烯为 115(kg/h)，正丁烯为 70(kg/h)，求正丁烯的转化率，丁二烯的选择性和收率。

考查要点：本题主要考查化学反应工程中的转化率、选择性、收率的计算，需要结合化学反应式和物料平衡进行分析。

解题核心思路：

1. 转化率：反应掉的正丁烯占初始投料量的百分比；
2. 选择性：生成的丁二烯占转化的正丁烯的百分比；
3. 收率：生成的丁二烯占初始投料量的百分比。

破题关键点：

• 单位转换：将质量流量（kg/h）转换为物质的量流量（mol/h）；
• 物料平衡：通过初始量和剩余量计算转化量；
• 公式应用：正确代入转化率、选择性、收率的公式。

1. 单位转换

• 正丁烯投料量：
  分子量 $M_{\text{C}_4\text{H}_8} = 56\,\text{g/mol}$，
  物质的量流量：
  $\frac{200\,\text{kg/h}}{56\,\text{g/mol}} = \frac{200000}{56} \approx 3571.43\,\text{mol/h}.$

• 出口正丁烯剩余量：
  分子量仍为 $56\,\text{g/mol}$，
  物质的量流量：
  $\frac{70\,\text{kg/h}}{56\,\text{g/mol}} = \frac{70000}{56} = 1250\,\text{mol/h}.$

• 丁二烯生成量：
  分子量 $M_{\text{C}_4\text{H}_6} = 54\,\text{g/mol}$，
  物质的量流量：
  $\frac{115\,\text{kg/h}}{54\,\text{g/mol}} = \frac{115000}{54} \approx 2129.63\,\text{mol/h}.$

2. 转化率计算

• 转化的正丁烯量：
  $3571.43\,\text{mol/h} - 1250\,\text{mol/h} = 2321.43\,\text{mol/h}.$
• 转化率：
  $\frac{2321.43}{3571.43} \times 100\% \approx 65\%.$

3. 选择性计算

• 选择性：
  $\frac{2129.63\,\text{mol/h}}{2321.43\,\text{mol/h}} \times 100\% \approx 91.7\%.$

4. 收率计算

• 收率：
  $\frac{2129.63\,\text{mol/h}}{3571.43\,\text{mol/h}} \times 100\% \approx 60\%.$