某一化学反应器中的A原料进料 500kg／h，进冷却器的A原料50kg／h，的选择性为90％。反应的转化率、收率分别为（）

这是一道关于化学反应工程中**转化率**、**选择性**和**收率**计算的典型题目。我们需要根据定义逐步推导。 ### 1. 明确已知条件 * **A原料进料量** ($F_{A,in}$)：$500 \, \text{kg/h}$ * **进冷却器的A原料量**：这里需要结合化工流程常识进行理解。通常反应器出口物料会进入分离或冷却系统。题目中“进冷却器的A原料 50 kg/h”通常指的是**未反应的A原料**（即反应后剩余的A）随物流进入后续单元的量。 * 因此，**未反应的A量** ($F_{A,out}$) = $50 \, \text{kg/h}$ * **选择性** ($S$)：$90\%$ ### 2. 计算转化率 (Conversion, $X_A$) 转化率是指反应掉的原料量占进料总量的百分比。 * **反应掉的A量** ($\Delta F_A$) = 进料量 - 未反应量 $$ \Delta F_A = 500 - 50 = 450 \, \text{kg/h} $$ * **转化率公式**： $$ X_A = \frac{\text{反应掉的A量}}{\text{A的进料量}} \times 100\% $$ * **代入数值**： $$ X_A = \frac{450}{500} \times 100\% = 0.9 \times 100\% = 90\% $$ 所以，转化率为 **90%**。 ### 3. 计算收率 (Yield, $Y$) 在化学反应工程中，收率、选择性和转化率之间存在以下基本关系： $$ \text{收率} (Y) = \text{转化率} (X) \times \text{选择性} (S) $$ * **已知**： * 转化率 $X_A = 90\%$ (即 0.9) * 选择性 $S = 90\%$ (即 0.9) * **计算收率**： $$ Y = 0.9 \times 0.9 = 0.81 $$ $$ Y = 81\% $$ *(注：收率也可以定义为生成目标产物所消耗的原料量与总进料量之比。因为选择性是90%，意味着在反应掉的450kg A中，有90%转化为了目标产物，即 $450 \times 0.9 = 405$ kg。收率 = $405 / 500 = 81\%$。结果一致。)* ### 4. 结论 * 转化率：**90%** * 收率：**81%** 对比选项： A. 90％、90％ B. 95％、85％ C. 90％、81％ D. 85％、95％ 故正确答案为 **C**。