化学反应的计量学.ppt

2.2 化学反应的计量学 反应物的摩尔比 限制反应物和过量反应物 过量百分数 转化率 选择性 理论收率 总收率 质量收率 原料消耗定额 单程转化率和总转化率 2.2.2 限制反应物和过量反应物 2.2.3 过量百分数 例： 2.2.4 转化率（X) 2.2.5 选择性(S) 2.2.6 理论收率（Y) 例： 2.2.7 总收率(Y总) 2.2.8 质量收率(Y质) 2.2.9 原料消耗定额 2.2.10 单程转化率(X单)和总转化率(X总) 例： * * * 化学计量比 1 2 投料摩尔数 5 10.7 反应物的摩尔比 1 2.14 2.2.1 反应物的摩尔比 指加入反应器中的几种反应物之间的物质的量之比。例如： 化学计量比 1 2 投料摩尔数 5 10.7 投料摩尔比 1 2.14 化学反应物不按化学计量比投料时，以最小化学计量数存在的反应物叫做限制反应物，而投入量超过限制反应物完全反应的理论量的反应物叫做过量反应物。 限制反应物 过量反应物 Ne——过量反应物的物质的量； Nt——与限制反应物完全反应所消耗的过量反 应物物质的量。 过量反应物超过限制反应物所需要的理论量的部分占所需理论量的百分数，叫做过量百分数。 过量百分数＝ 化学计量比 1 2 投料摩尔数 5 10.7 投料摩尔比 1 2.14 限制反应物 过量反应物 硝酸过量百分之多少？ 硝酸的过量百分数＝ 某一反应物A反应掉的量nA,r占其投料量nA,in的百分数叫做反应物A的转化率XA。 XA ＝ nA,r nA,in ×100％ ×100％ nA,out - nA,in nA,in ＝ 某一反应物转化为目的产物理论消耗的物质的量占该物质在反应中实际消耗的物质的量的百分数，叫做选择性。 aA ＋ Bb = pP SA＝ nP a p nA,r ×100％ ＝ ×100％ nP a p nA,in－nA,out 化学计量比 生成的目的产物理论上消耗的限制反应物的物质的量占输入的限制反应物的物质的量的百分数，叫做理论收率。 生成的目的产物的物质的量占理论上应得到的目的产物的物质的量的百分数，叫做理论收率。 YP＝ ×100％ nP a p nA,in YP＝ ×100％ nP a p nA,in Y＝S×X XA ＝ nA,r nA,in ×100％ 转化率 SA＝ nP a p nA,r ×100％ 选择性 100mol 89mol 2mol 少量 + 焦油 X苯胺＝ 100－2 100 ×100％ ＝98％ S＝ ＝90.8％ 89×1 ×100％ 100－2 Y＝X苯胺×S＝98％×90.8％＝89.0％ 89 100×1 ×100％ ＝ 例： 反应物经过预处理、化学反应和后处理之后，所得目的产物的收率为总收率。 100mol 89mol 2mol 少量 + 焦油 反应后 分离精制后 87mol Y分＝ 87 89 ×100％ ＝97.8％ Y总＝Y反×Y分＝89×97.8＝87% 例： 目的产物的质量占主反应物的质量百分数，叫做质量收率。 质量 100kg 163.5kg 纯度 99％ ≥98％ 相对分子量 93 173 Y质＝ Y＝ 163.5×98％÷173 100×99％÷93×1 ×100％＝87％ ×100％＝161.8％ 163.5×98％ 100×99％ 每生产一吨产品需要消耗的各种原料的量（吨或千克）叫做原料消耗定额。 质量 100kg 163.5kg 纯度 99％ ≥98% 相对分子量 93 173 例： 苯胺的消耗定额＝ 100×99％ 163.5×98％ ＝0.618t＝618kg ， ——反应物A输入和输出反应器的物质的量 ， ——反应物A输入和输出全过程的物质的量 X单＝ nA,in R nA,out R nA,in R － ×100％ X总＝ nA,in S nA,out S nA,in S － ×100％ nA,out R nA,in