化学转化率

化学转化率 化学转化率篇一:化工收率与转化率计算及 第1章 绪论 1.2 化学反应的转化率和收率 1.2.1 反应进度ξ 对于反应 由于本书了反应物的化学计量系数一律取负值，反应产物的化学计量系数一律取正值，则有: 当反应物系中只发生一个反应时， 当反应物系中同时进行数个化学反应时， 1.2.2 转化率 所谓转化率是指某一反应物转化的百分率或分率，其定义为: 用反应进度表示如下: 下面我们将通过分析下述例来加深对转化率的认识: 例 1.1 解:已知HCl过量10%，出口处氯乙烯摩尔分率90%，计算乙烯和氯化氢的转化率。 反应组分反应器进口 反应器出口 C2H2 1.01.0-x HCl 1.11.1-x CH2=CHCl 0 x 总计 2.1 2.1-x 1 1.2.3 收率YR和选择性S 在学习收率和选择性之前有必要弄清以下的概念:转化率是对反应物而言的，收率是针对产物而言的，而只有在复合反应中才要考虑到选择性。 收率 对单一反应 X=Y 对复合反应 XY 对于复合反应: 选择性: 所以对于复合反应中的任一组分有 下面将通过对例题1.2的学习了解转化率，选择性和收率之间的关系。 例1.2 解:以100 mol进料为基准,环氧乙烷的生成量,二氧化碳的生成量 2 乙烯转化量 1.504 + 0.989/2 = 1.999mol 乙烯转化率1.999/15=0.1333 氧乙烷的收率1.504/15=0.1003或10.03% 环氧乙烷的选择性S=0.1003/0.1333=0.7524或75.24% 二氧化碳的收率 0.5?0.989/15=0.033 二氧化碳的选择性S=0.033/0.1333=0.2476或24.76% ?Yi=X ? Si=1 3 化学转化率篇二:化学平衡常数问题与转化率 化学平衡常数问题与转化率 一、化学平衡常数 1、概念:在一定温度下，对于一个可逆反应 aA，bBcC，dD达到平衡后，生成物浓度 以其计量系数的幂次方的乘积和反应物浓度以其计量系数的幂次方的乘积之比是一个常数。用K表示。 Cc(C)Cd(D)即:K=C(A)C(B)单位:(mol/L)(c+d-a-b) 2、意义:平衡常数是衡量一个可逆反应在一定温度下反应程度的化学量。平衡常数越大， 反应进行越彻底，转化率就越高。平衡常数越小，反应进行越不彻底，转化率越低。 3、特征:平衡常数在一定温度下是一个常数，不随浓度、压强、催化剂的改变而改变。只 随温度的改变而改变，也就是说，平衡常数只是温度的。 4、注意:?对于固体和纯液体，改变用量不改变浓度，所以，固体和纯液体不列入平衡常 数的表达式中。 例如:C (s)，H2O(g) ,CO(g) ，H2 (g)，K= C(CO)?C(H2)C(H2O) ,,例如:CH3COO(aq) ，H2O(l) C(CHCOOH)?C(OH)CH3COOH (aq)，OH (aq) K= ,C(CH3COO) ，?对于溶液中进行的可逆反应，实际不参加反应的离子不列入平衡常数的表达式。 例如:FeCl3，3KSCNC[Fe(SCN)2]Fe(SCN)3 ，3KCl K= ，, C(Fe)?C(SCN) ?平衡常数的表达式与方程式书写有关。可以联立几个方程式确定一个新反应的 平衡常数。逆反应的平衡常数是正反应的平衡常数的倒数。方程式乘一个系数，平衡常数变为原平衡常数以该系数的幂次方;方程式相加，是原平衡常数相乘;方程式相加，是原平衡常数相除。 例如:CH3COOH ，C(CHCOO)?C(H)CH3COO，H Ka= C(CH3COOH),，,，,,，H2OH，OH Kw= C(H)?C(OH) ,,CH3COO (aq)，H2O(l) CH3COOH (aq)，OH (aq) C(CHCOOH)?C(OH)KKh= K ,C(CH3COO)a 二、平衡常数的运用 1、用于相同温度下比较反应进行程度。K值越大，反应进行越彻底。对于弱酸，Ka越大， 酸性越强;对于弱碱，Kb越大，碱性越强;对于盐类水解，Kh越大，水解越彻底。 2、用于与浓度商一起判断平衡移动的方向。 浓度商:在一定温度下，对于一个可逆反应 aA，bBcC，dD，任意时刻，生成物浓 度以其计量系数的幂次方的乘积和反应物浓度以其计量系数的幂次方的乘积之比叫浓度商。 判断方向:?QcK，平衡朝逆反应进行; ?Qc=K，恰好达到平衡状态，平衡不移动; ?QcK，平衡朝正反应方向移动。 3、用于判断反应的能量特征，即判断正反应是吸热反应还是放热反应。 ?若升高温度，K值增大，则说明平衡朝正反应方向移动，正反应是吸热反应。 , ?若升高温度，K值减小，则说明平衡朝逆反(出自:WwW.HNNscy.Com 博 文学习 网:化学转化率)应方向移动，正反应是放热反应。 4、用于计算不同浓度下可逆反应的转化率:同一温度下的同一可逆反应，不同浓度下，可 能有不同转化率，但平衡常数相同。可以通过平衡常数相等建立方程，计算比较转化率。 三、转化率 1、概念:转化率是可逆反应中，反应物反应的物质的量占该反应物物质的量的分数。用α n(反应)表示。即:α=100% n(总) 2、意义:转化率也用来表示反应的进行程度。在相同温度条件 下，相同浓度的的反应物转 化率越高，反应进行越彻底。 3、特征:转化率不仅与温度有关，还与浓度、压强有关。所以用转化率说明进行程度时， 没有平衡常数科学。只有在同温度同浓度的条件下，才能正确比较不同反应的进行程度。 4、注意:?在电离平衡中，电离度相当于电离平衡的转化率;在水解平衡中，水解度相当 于水解平衡的转化率。 ?同一个反应，在相同的条件下，若正反应的转化率为α，则逆反应的转化率就 为(1—α)。 ?一般来说，加入一种反应物，另一种反应物的转化率增大，自身的转化率降低。 四、强化练习 1、煤化工中常需研究不同温度下平衡常数及投料比等问题。 已知:CO (g)，H2O(g) CO2 (g)，H2 (g) 的平衡常数随温度的变化如右表: 试回答下列问题: (1)写出该反应的平衡常数的表达式 ，根据上表，判断上述反应 是 反应。(填“放热”或“吸热”) (2)某温度下，向某密闭容器中充入1molCO气体和2mol水 蒸气，当反应达到平衡时，水 蒸气的体积分数为ω。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器，达到平衡时水蒸气的体积分数大于ω的是 。 A、0.5molCO，1.5molH2O(g)，0.4molCO2，0.4molH2 B、1molCO，1molH2O(g)，1molCO2，1molH2 C、0.5mol，2molH2O(g)，1molCO2，1molH2 D、0.5molCO，1.5molH2O(g)，0.5molCO2，0.5molH2 (3)若要增大反应速率，可以采取的措施是 ;若要增大CO的转化率，可采 取的措施是。 A、恒温恒容，充入一定量COB、恒温恒容，分离出一定量的CO2 C、加入某物质作催化剂 D、降低温度 E、充入He使总压强增大 (4)若反应在500?时进行，且CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO 的转化率为 ;若在800?，容器为1L的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2、ZmolH2发生上述反应，当Z=5.0时，上述反应向 反应(填“正”或“逆”)。 2、已知在一定条件下2SO2(g)，O2(g)2SO3(g) ?H=—QKJ/mol。向一密闭容器中加入 2molSO2和1molO2,达到平衡时SO2的转化率为90%，放出的热量为Q1。向另一容器中 加入2molSO3,在相 同的条件下反应，达到平衡时吸收的热量为Q2。则下列关系中正确 的是() A、QQ1Q2 B、Q1Q2Q C、Q1QQ2 D、Q1=Q2Q 化学转化率篇三:化学转化率问题 转化率=转化量/初始量 如A+B=C 加入使A平衡向右，B的转化率变大。但是平衡是微弱的，A转化率分母增加的较多，所以降低 ===================================== 这个问题用有效碰撞理论来解释最为准确. 设可逆反应为:A(气)+B(气)+====C+D 固定A的起始量,增大B的起始量. 显然,B的起始量越大,则每个B分子受到A分子碰撞的机率就越小.(鸟群中的每只鸟,要比独飞的鸟受到鹰攻击的机率更小) 而B的转化率与单位时间内,单个B分子受到的有效碰撞次数成正比. 故B的起始量越大,B的转化率就越低. 奇妙的是,如果转变看问题的角度,B的起始量越大,则每个A碰撞到B的机率就越大,则A的转化率就越高.(鹰向鸟群冲刺比向单只鸟冲刺更易碰到鸟.当然,前提是鹰不要被鸟群吓倒,嘿嘿.) 这也就是说,提高哪种反应物的起始量,哪种反应物的转化率就会降低,而其他反应物的转化率就会升高. 可逆反应速率的影响因素可分为外界、内部因素，同样反应物的转化率也同样决定于外界、内部因素;内部自不必说，也就是反应物自身的性质，决定了一个可逆反应的反应速率，同时也决定了相同外部条件下，反应物的转化率;我们重点来解释这个影响转化率的外界条件;其中，理解转化率的改变，我们就不得不从外界条件对反应速率的影响，众所周知，影响可逆反应的外部条件有温度、浓度、压强(气体)、催化剂等多种外部条件，勒夏特列主要研究的是这四种，温度的改变，直接影响了反应的正逆反应速率，升高温度，则都加快，降低，则都减慢，但是由于改变温度造成速度增加、减慢的程度不同，导致了转化率必然随之而变化。浓度的改变比较复杂，如反应物为两种，我们如增大其中一个物质的浓度，结论是正反应速率加快，逆反应虽加快，但相对慢，则另一反应物转化率必然增大，但自身转化率因浓度加入大于转化，因此转化率反而变小;压强适合于气体参与的反应，要参考移动方向而定，如改变压强后，正向移动则转化率同时增大，反之则减小;催化剂因改变正逆速率程度相同，因此转化率不发生变化。至于其他影响速率外界条件，如射线、接触面积等一般接触较少，但综合速率、及移动常识，分析相对就比较容易了。