精細化學(xué)品計算題.doc

精細化學(xué)品合成原理與工藝習(xí)題六、計算題：1、100mol苯胺在用濃硫酸進行溶劑烘培磺化時，反應(yīng)物中含89mol對氨基苯磺酸，2mol苯胺，另外還有一定數(shù)量的焦油物等副產(chǎn)物。試求苯胺的轉(zhuǎn)化率、生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論收率。 解：苯胺的轉(zhuǎn)化率 ， 生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論效率： 或 2、在苯的一氯化制氯苯時，為了減少二氯苯的生成量，每100mol苯用40mol氯氣，反應(yīng)產(chǎn)物中含38mol氯苯，1mol二氯苯，還有61mol未反應(yīng)的苯，經(jīng)分離后可回收60mol苯，損失1mol苯，試求苯的單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率、生成氯苯的選擇性及生成氯苯的總收率。 解：苯的單程轉(zhuǎn)化率 ， 苯的總轉(zhuǎn)化率 生成氯苯的選擇性，生成氯苯的總收率或 3、在實際生產(chǎn)中，300kg對硝基甲苯（分子量為137）用20的發(fā)煙硫酸800kg在100125進行一磺化制2甲基5硝基苯磺酸，試計算其廢酸的值和（H2SO4）（H2SO4）+（H2O）。 解：對硝基甲苯的量3001372.19kmol 800kg20發(fā)煙硫酸含H2SO4800104.5836kg一磺化消耗H2SO42.1998214.62kg 即 （H2SO4）（H2SO4）（H2O）99.444、欲配置1000kg質(zhì)量分數(shù)為100的H2SO4，要用多少千克質(zhì)量分數(shù)為98的硫酸和多少千克質(zhì)量分數(shù)為20的發(fā)煙硫酸？ 解：20發(fā)煙硫酸換算成H2SO4的百分含量為： （H2SO4）1000.225 （SO3）1000.2250.2104.5設(shè)用98的硫酸Xkg，則發(fā)煙硫酸為（1000-X）kg 98X+104.5（1000X）1000100解得 X692.3kg 1000X307.7kg 即要用692.3kg98的硫酸和307.7kg質(zhì)量分數(shù)為20的發(fā)煙硫酸。5、用600kg質(zhì)量分數(shù)為98的硫酸和500kg的質(zhì)量分數(shù)為20的發(fā)煙硫酸，試計算所配硫酸的質(zhì)量百分比濃度？（以c（H2SO4）表示） 解：20發(fā)煙硫酸換算成H2SO4的百分含量為： （H2SO4）1000.225 （SO3）1000.2250.2104.5 所配硫酸的質(zhì)量分數(shù)為 （H2SO4）6、設(shè)1kmol萘在一硝化時用質(zhì)量分數(shù)為98硝酸和98硫酸，要求混酸的脫水值為1.35，硝酸比為1.05，試計算要用98硝酸和98硫酸各多少千克?（在硝化鍋中預(yù)先加有適量上一批的廢酸，計算中可不考慮，即假設(shè)本批生成的廢酸的組成與上批循環(huán)非酸的組成相同）。 解：100的硝酸用量1.05kmol1.056366.15kg 98的硝酸用量66.150.9867.5kg所用硝酸中含水量67.5066.151.35kg理論消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余HNO366.1563.003.15kg反應(yīng)生成水1.00kmol18.00kg 設(shè)所用98的硫酸的質(zhì)量為xkg；所用98硫酸中含水為0.02xkg,則D.V.S.解得x27.41kg即所用98硫酸的質(zhì)量為27.41kg7、設(shè)1kmol萘在一硝化時用質(zhì)量分數(shù)為98硝酸和98硫酸，要求混酸的脫水值為1.2，硝酸比為1.05，試計算要用98硝酸和98硫酸各多少千克?（在硝化鍋中預(yù)先加有適量上一批的廢酸，計算中可不考慮，即假設(shè)本批生成的廢酸的組成與上批循環(huán)廢酸的組成相同） 解：100的硝酸用量1.05kmol1.056366.15kg 98的硝酸用量66.150.9867.5kg所用硝酸中含水量67.5066.151.35kg 理論消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余HNO366.1563.003.15kg反應(yīng)生成水1.00kmol18.00kg設(shè)所用98的硫酸的質(zhì)量為xkg；所用98硫酸中含水為0.02xkg,則 D.V.S.，解得x26.51kg即所用98硫酸的質(zhì)量為26.51kg8、設(shè)1kmol萘在一硝化時用質(zhì)量分數(shù)為98硝酸和98硫酸，要求混酸的脫水值為1.35，硝酸比為1.05，試計算要用98硫酸多少千克?（在硝化鍋中預(yù)先加有適量上一批的廢酸，計算中可不考慮，即假設(shè)本批生成的廢酸的組成與上批循環(huán)非酸的組成相同）解：100的硝酸用量1.05kmol1.056366.15kg 98%的硝酸用量66.15/0.9867.5kg所用硝酸中含水量67.5066.151.35kg 理論消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余HNO366.1563.003.15kg 反應(yīng)生成水1.00kmol18.00kg 設(shè)所用98的硫酸的質(zhì)量為xkg；所用98硫酸中含水為0.02xkg, 則D.V.S.解得x27.41kg 即所用98硫酸的質(zhì)量為27.41kg9、設(shè)1kmol萘在一硝化時用質(zhì)量分數(shù)為98硝酸和98硫酸，要求混酸的脫水值為1.35，硝酸比為1.05，試計算所配混酸的質(zhì)量組成。（在硝化鍋中預(yù)先加有適量上一批的廢酸，計算中可不考慮，即假設(shè)本批生成的廢酸的組成與上批循環(huán)非酸的組成相同） 解：100的硝酸用量1.05kmol1.056366.15kg 98%的硝酸用量66.15/0.9867.5kg所用硝酸中含水量67.5066.151.35kg 理論消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余HNO366.1563.003.15kg 反應(yīng)生成水1.00kmol18.00kg 設(shè)所用98的硫酸的質(zhì)量為xkg；所用98硫酸中含水為0.02xkg, 則 D.V.S.解得x27.41kg；所用98硫酸的質(zhì)量為27.41kg；混酸中含H2SO427.410.9826.86kg；所用98硫酸中含水27.4126.860.55kg；故混酸中含水1.350.551.90kg混酸質(zhì)量67.527.4194.91kg；混酸組成（質(zhì)量分數(shù)）：H2SO4 28.30；HNO3 69.70 ；H2O 2.010、60時甲醇的飽和蒸汽壓是83.4kPa，乙醇的飽和蒸汽壓是47.0kPa，二者可形成理想液態(tài)混合物，若混合物的組成質(zhì)量百分比各50，求60時此混合物的平衡蒸氣組成，以摩爾分數(shù)表示。解：由題意可設(shè)甲醇為A物質(zhì)，乙醇為B物質(zhì)，MA32，MB46 根據(jù)Raoult定律，易得 ； ；11、苯在并流沸騰一氯化時，氯化液的質(zhì)量分數(shù)組成是苯72，氯苯28，沸騰溫度80，在80時苯、氯苯的蒸汽壓分別為101.3kPa、19.3kPa,按Raoult定律計算此混合物的平衡蒸氣組成之比。（苯/氯苯）解：由題意可設(shè)苯為A物質(zhì)，氯苯為B物質(zhì)，MA78，MB112.5 根據(jù)Raoult定律，易得 ； ； ； 或 12、60時甲醇和乙醇可形成理想液態(tài)混合物，甲醇、乙醇的飽和蒸汽壓分別為83.4kPa、 47.0kPa，若混合物的組成質(zhì)量百分比各50，求60時此混合物的平衡蒸氣組成之比。（平衡蒸氣組成以摩爾分數(shù)表示）解：由題意可設(shè)甲醇為A物質(zhì)，乙醇為B物質(zhì)，MA32，MB46 根據(jù)Raoult定律，易得 ； ； 或 13、在80時苯、氯苯的蒸汽壓分別為101.3kPa、19.3kPa，苯在并流沸騰一氯化時，氯化液的質(zhì)量分數(shù)組成是苯80，氯苯20（沸騰溫度80），按Raoult定律計算此混合物的平衡蒸氣組成。解：由題意可設(shè)苯為A物質(zhì)，氯苯為B物質(zhì)，MA78，MB112.5 根據(jù)Raoult定律，易得 ； ； 14、用濃硫酸對苯胺進行溶劑烘培磺化時，設(shè)苯胺的量為1000mol，反應(yīng)物中含910mol對氨基苯磺酸，25mol苯胺，另外還有一定數(shù)量的焦油物等副產(chǎn)物。試求苯胺的轉(zhuǎn)化率、生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論收率。解：苯胺的轉(zhuǎn)化率 ； 生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論效率： 或 15、在苯的一氯化制氯苯時，為了減少二氯苯的生成量，每100mol苯用40mol氯氣，反應(yīng)產(chǎn)物中含38mol氯苯，1mol二氯苯，還有61mol未反應(yīng)的苯，經(jīng)分離后可回收60mol苯，損失1mol苯，試求苯的單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率及生成氯苯的選擇性。解：苯的單程轉(zhuǎn)化率 ； 苯的總轉(zhuǎn)化率 生成氯苯的選擇性16、200mol苯胺在用濃硫酸進行溶劑烘培磺化時，反應(yīng)物中含178mol對氨基苯磺酸，2mol苯胺，另外還有一定數(shù)量的焦油物等副產(chǎn)物。試求苯胺的轉(zhuǎn)化率、生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論收率。解：苯胺的轉(zhuǎn)化率 ； 生成對氨基苯磺酸的選擇性和理論效率： 或 17、在苯的一氯化制氯苯時，如果每200mol苯用80mol氯氣，反應(yīng)產(chǎn)物中含76mol氯苯，2mol二氯苯，還有122mol未反應(yīng)的苯，經(jīng)分離后可回收120mol苯，損失2mol苯，試求苯的單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率、生成氯苯的選擇性及生成氯苯的總收率。解：苯的單程轉(zhuǎn)化率 ； 苯的總轉(zhuǎn)化率 生成氯苯的選擇性；生成氯苯的總收率或 18、在實際生產(chǎn)中，600kg對硝基甲苯（分子量為137）用20的發(fā)煙硫酸1600kg在100125進行一磺化制2-甲基-5-硝基苯磺酸，試計算其廢酸的值和（H2SO4）（H2SO4）+（H2O）。解：對硝基甲苯的量6001374.38kmol1600kg20%發(fā)煙硫酸含H2SO41600104.51672kg一磺化消耗H2SO44.3898429.24kg即 （H2SO4）（H2SO4）（H2O）99.4419、欲配置2000kg質(zhì)量分數(shù)為100的H2SO4，要用多少千克質(zhì)量分數(shù)為98的硫酸和多少千克質(zhì)量分數(shù)為20的發(fā)煙硫酸？ 解：20發(fā)煙硫酸換算成H2SO4的百分含量為： （H2SO4）1000.225 （SO3）1000.2250.2104.5設(shè)用98的硫酸Xkg，則發(fā)煙硫酸為（1000X）kg98X+104.5（2000X）2000100解得