某农药厂用苯与氯反应生成氯苯和氯化氢，在间歇反应过程中加入200

简答题某农药厂用苯与氯反应生成氯苯和氯化氢，在间歇反应过程中加入200kg的苯和过量25％（质量分率）的氯，当停止反应后剩余50kg的苯，求（1）氯的加入量；（2）产物的摩尔组成；（3）苯的转化率。

正确答案：输入物料有苯（分子量为78）、氯（分子量为71）两股。
输出物料有苯、氯、氯苯（分子量为112.5）和氯化氢（分子量为36.5）。分析：
（1）只有一个系统
（2）过程类型是有化学反应的简单间歇过程
（3）选择限定反应物200/78kmol的苯为基准
由题意可知，氯质量过量25％，则Q₁＝1.25×200×71/78＝227.56kg＝3.205kmol。
列衡算式，并解衡算式
对于氯元素列衡算式，在反应过程中氯元素的质量不会发生改变，因此有：
输入的氯元素的量＝3.205kmol
输出的氯元素的量＝q_{1_{＋q₂＋q₃（氯苯、氯化氢中的氯元素的摩尔比均为1）

①即：3.205＝q_{1_{＋q₂＋q₃

对苯进行衡算

输入的苯的量＝200/78kmol

输出的苯的量＝50/78kmol

消耗的苯的量＝q₂kmol

②即：200/78＝50/78＋q₂

由化学反应方程式可知，q₂＝q₃

也可以对总物料衡算，此时衡算质量单位必须用kg。

输入总量＝200＋227.56

输出总量＝50＋71q₁＋112.5q₂＋36.5q₃

③即：200＋227.56＝50＋71q₁＋112.5q₂＋36.5q₃

联立方程①、②、③解得：

q₁＝1.282kmol

q₂＝1.923kmol

q₃＝1.923kmol

苯得反应转化率为（200－50）/200×100％＝75％

所以：氯气的加入量为227.56kg；产物中苯为0.641kmol，氯为1.282kmol，氯苯为1.923kmol，氯化氢为1.923kmol；苯的反应转化率为75％。}}}}
答案解析：
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