1、精细化学品合成原理与工艺习题六、计算题：1、100mol 苯胺在用浓硫酸进行溶剂烘培磺化时，反应物中含 89mol 对氨基苯磺酸，2mol 苯胺，另外还有一定数量的焦油物等副产物。试求苯胺的转化率、生成对氨基苯磺酸的选择性和理论收率。 解：苯胺的转化率 ， %0.98102X生成对氨基苯磺酸的选择性和理论效率： %82.9012S或 %891089Y 8.90.XSY2、在苯的一氯化制氯苯时，为了减少二氯苯的生成量，每 100mol 苯用 40mol 氯气，反应产物中含 38mol 氯苯，1mol 二氯苯，还有 61mol 未反应的苯，经分离后可回收 60mol 苯，损失 1mol 苯，试求苯
2、的单程转化率、总转化率、生成氯苯的选择性及生成氯苯的总收率。 解：苯的单程转化率 ， %0.39106X单苯的总转化率 5.71总生成氯苯的选择性 ， 4.90638S生成氯苯的总收率 5.0%7.9.5总Y或 9.16038总3、在实际生产中，300kg 对硝基甲苯（分子量为 137）用 20的发烟硫酸 800kg 在100125进行一磺化制 2甲基5硝基苯磺酸，试计算其废酸的 值和 （H 2SO4）1（H 2SO4）+（H 2O）。 解：对硝基甲苯的量3001372.19kmol 800kg20发烟硫酸含H2SO4800104.5836kg一磺化消耗 H2SO42.1998214.62kg
3、 18.%0986.21480)3(即 （H 2SO4）（H 2SO4）（H 2O）99.444、欲配置 1000kg 质量分数为 100的 H2SO4，要用多少千克质量分数为 98的硫酸和多少千克质量分数为 20的发烟硫酸？ 解：20发烟硫酸换算成 H2SO4的百分含量为： （H 2SO4）1000.225 （SO 3）1000.2250.2104.5设用 98的硫酸 Xkg，则发烟硫酸为（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 质量分数为 20的发烟硫酸。5、用
4、600kg 质量分数为 98的硫酸和 500kg 的质量分数为 20的发烟硫酸，试计算所配硫酸的质量百分比浓度？（以 c（H 2SO4）表示） 解：20发烟硫酸换算成 H2SO4的百分含量为： （H 2SO4）1000.225 （SO 3）1000.2250.2104.5所配硫酸的质量分数为 （H 2SO4） %9.10506.1%9806、设 1kmol 萘在一硝化时用质量分数为 98硝酸和 98硫酸，要求混酸的脱水值为1.35，2硝酸比 为 1.05，试计算要用 98硝酸和 98硫酸各多少千克?（在硝化锅中预先加有适量上一批的废酸，计算中可不考虑，即假设本批生成的废酸的组成与上批循环非酸的
5、组成相同） 。 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 理论消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余 HNO366.1563.003.15kg 反应生成水1.00kmol18.00kg设所用 98的硫酸的质量为 xkg；所用 98硫酸中含水为 0.02xkg,则 D.V.S.35.102.835.19x解得 x27.41kg 即所用 98硫酸的质量为 27.41kg7、设 1kmol 萘在一硝化时用质量分数为 98硝酸和 98硫酸，要求混酸的脱水值为1.2，硝酸比 为 1
6、.05，试计算要用 98硝酸和 98硫酸各多少千克?（在硝化锅中预先加有适量上一批的废酸，计算中可不考虑，即假设本批生成的废酸的组成与上批循环废酸的组成相同） 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 理论消耗HNO31.00kmol63.00kg3剩余 HNO366.1563.003.15kg 反应生成水1.00kmol18.00kg设所用 98的硫酸的质量为 xkg；所用 98硫酸中含水为 0.02xkg,则 D.V.S.， 2.10.835.19x解得 x26.51kg 即
7、所用 98硫酸的质量为 26.51kg8、设 1kmol 萘在一硝化时用质量分数为 98硝酸和 98硫酸，要求混酸的脱水值为1.35，硝酸比 为 1.05，试计算要用 98硫酸多少千克?（在硝化锅中预先加有适量上一批的废酸，计算中可不考虑，即假设本批生成的废酸的组成与上批循环非酸的组成相同）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 理论消耗HNO31.00kmol63.00kg剩余 HNO366.1563.003.15kg 反应生成水1.00kmol18.00kg设所用 98
8、的硫酸的质量为 xkg；所用 98硫酸中含水为 0.02xkg, 则 D.V.S. 35.102.835.19x解得 x27.41kg 即所用 98硫酸的质量为 27.41kg9、设 1kmol 萘在一硝化时用质量分数为 98硝酸和 98硫酸，要求混酸的脱水值为1.35，硝酸比 为 1.05，试计算所配混酸的质量组成。 （在硝化锅中预先加有适量上一批的废酸，4计算中可不考虑，即假设本批生成的废酸的组成与上批循环非酸的组成相同） 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 理论消
9、耗HNO31.00kmol63.00kg剩余 HNO366.1563.003.15kg 反应生成水1.00kmol18.00kg设所用 98的硫酸的质量为 xkg；所用 98硫酸中含水为 0.02xkg,则 D.V.S. 35.102.835.19x解得 x27.41kg；所用 98硫酸的质量为 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混酸质量67.527.4194.91kg；混酸组成（质量分数）：H 2SO4 28.30；HNO 3 69.70 ；H 2O 2.010、6
10、0时甲醇的饱和蒸汽压是 83.4kPa，乙醇的饱和蒸汽压是 47.0kPa，二者可形成理想液态混合物，若混合物的组成质量百分比各 50，求 60时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。解：由题意可设甲醇为 A 物质，乙醇为 B 物质，M A32，M B46 kPapA4.83 kPapB0.47589.46032AX 102.589.01ABX5根据 Raoult 定律，易得 ； kPapA19.458.03kPapB28.1940.7；A 7.6.；718.04.69py 28.01.ABy11、苯在并流沸腾一氯化时，氯化液的质量分数组成是苯 72，氯苯 28，沸腾温度80，在 80时苯、
11、氯苯的蒸汽压分别为 101.3kPa、19.3kPa,按 Raoult 定律计算此混合物的平衡蒸气组成之比。 （苯/氯苯）解：由题意可设苯为 A 物质，氯苯为 B 物质，M A78，M B112.5 kPapA3.10 kPapB3.1978.051278AX21.AB根据 Raoult 定律，易得 ； kPapA82.79.03B421.9； kBA1.3.951.0832.7pyA；4.1AB或 5904.5Ay 5.190.4827BApy12、60时甲醇和乙醇可形成理想液态混合物，甲醇、乙醇的饱和蒸汽压分别为83.4kPa、 47.0kPa，若混合物的组成质量百分比各 50，求 60时
12、此混合物的平衡蒸气组成之比。 （平衡蒸6气组成以摩尔分数表示）解：由题意可设甲醇为 A 物质，乙醇为 B 物质，M A32，M B46 kPapA4.83kPapB0.47589.04632AX 4102.589.01ABX根据 Raoult 定律，易得 ； kPapA.4958.03B2147； kA 7.68.718.04.69pyA 2.0718.By或 546.2/B 39./.AB13、在 80时苯、氯苯的蒸汽压分别为 101.3kPa、19.3kPa，苯在并流沸腾一氯化时，氯化液的质量分数组成是苯 80，氯苯 20（沸腾温度 80） ，按 Raoult 定律计算此混合物的平衡蒸气组
13、成。 解：由题意可设苯为 A 物质，氯苯为 B 物质，M A78，M B112.5 kPapA3.10 kPapB3.19852.0178AX14.AB根据 Raoult 定律，易得 ； kPapA31.8652.03B.9；kBA7.9.8.017.93py7032.968.1ABy14、用浓硫酸对苯胺进行溶剂烘培磺化时，设苯胺的量为 1000mol，反应物中含 910mol对氨基苯磺酸，25mol 苯胺，另外还有一定数量的焦油物等副产物。试求苯胺的转化率、生成对氨基苯磺酸的选择性和理论收率。解：苯胺的转化率 ；%50.971025X生成对氨基苯磺酸的选择性和理论效率： %3.9102S或
14、%91019Y 3.95.7XY15、在苯的一氯化制氯苯时，为了减少二氯苯的生成量，每 100mol 苯用 40mol 氯气，反应产物中含 38mol 氯苯，1mol 二氯苯，还有 61mol 未反应的苯，经分离后可回收 60mol 苯，损失 1mol 苯，试求苯的单程转化率、总转化率及生成氯苯的选择性。解：苯的单程转化率 ； %0.39106X单苯的总转化率 57总生成氯苯的选择性 4.910638S16、200mol 苯胺在用浓硫酸进行溶剂烘培磺化时，反应物中含 178mol 对氨基苯磺酸，2mol 苯胺，另外还有一定数量的焦油物等副产物。试求苯胺的转化率、生成对氨基苯磺酸的选择性和理论收
15、率。解：苯胺的转化率 ；%0.9120X生成对氨基苯磺酸的选择性和理论效率： %90.8128S8或 %8910278Y %89.0.9XSY17、在苯的一氯化制氯苯时，如果每 200mol 苯用 80mol 氯气，反应产物中含 76mol 氯苯，2mol 二氯苯，还有 122mol 未反应的苯，经分离后可回收 120mol 苯，损失 2mol 苯，试求苯的单程转化率、总转化率、生成氯苯的选择性及生成氯苯的总收率。 解：苯的单程转化率 ； %0.39120X单苯的总转化率 5.71总生成氯苯的选择性 ；4.90276S生成氯苯的总收率 5.%.9.5总Y或 .016038总18、在实际生产中，
16、600kg 对硝基甲苯（分子量为 137）用 20的发烟硫酸 1600kg 在100125进行一磺化制 2-甲基-5-硝基苯磺酸，试计算其废酸的 值和 （H 2SO4）（H 2SO4）+（H 2O）。解：对硝基甲苯的量6001374.38kmol 1600kg20%发烟硫酸含H2SO41600104.51672kg一磺化消耗 H2SO44.3898429.24kg 18.%0982.4160)7( 即 （H 2SO4）（H 2SO4）（H 2O）99.4419、欲配置 2000kg 质量分数为 100的 H2SO4，要用多少千克质量分数为 98的硫酸和多少千克质量分数为 20的发烟 硫酸？ 9
17、解：20发烟硫酸换算成 H2SO4的百分含量为： （H 2SO4）1000.225 （SO 3）1000.2250.2104.5设用 98的硫酸 Xkg，则发烟硫酸为（1000X）kg 98X+104.5（2000X）2000100解得 X1384.6kg 2000X615.4kg 即要用 1384.6kg98的硫酸和615.4kg 质量分数为 20的发烟硫酸。20、用 1200kg 质量分数为 98的硫酸和 800kg 的质量分数为 20的发烟硫酸，试计算所配硫酸的质量百分比浓度？（以 （H 2SO4）表示）解：20发烟硫酸换算成 H2SO4的百分含量为： （H 2SO4）1000.225 (SO 3)1000.2250.2104.5所配硫酸的质量分数为 （H 2SO4） %6.1080125.%90
