题目
转化率(x),收率(Y),选择性(S),三者之间的正确关系为下列哪个选项?A. Y=S/xB. Y= x/SC. Y=SxD. 三者无关系
转化率(x),收率(Y),选择性(S),三者之间的正确关系为下列哪个选项?
A. Y=S/x
B. Y= x/S
C. Y=Sx
D. 三者无关系
题目解答
答案
C. Y=Sx
解析
本题考查转化率、收率和选择性三者之间的关系,解题思路是先明确这三个概念的定义,再通过定义推导出它们之间的数学表达式。
1. 明确各概念的定义
- 转化率($x$):指某一反应物参加反应的量与初始量之比。设反应物$A$的初始物质的量为$n_{A0}$,反应后剩余的物质的量为$n_{A}$,则转化率$x$的计算公式为:
$x=\frac{n_{A0}-n_{A}}{n_{A0}}$ - 收率($Y$):指实际得到的目的产物的物质的量与按某一反应物初始量计算生成目的产物的理论物质的量之比。设实际得到的目的产物$P$的物质的量为$n_{P}$,按反应物$A$初始量计算生成目的产物$P$的理论物质的量为$n_{P理论}$,则收率$Y$的计算公式为:
$Y = \frac{n_{P}}{n_{P理论}}$ - 选择性($S$):指反应生成目的产物所消耗的某一反应物的量与该反应物参加反应的总量之比。设反应生成目的产物$P$所消耗的反应物$A$的物质的量为$n_{A消耗(目的)}$,反应物$A$参加反应的总量为$n_{A消耗(总)}=n_{A0}-n_{A}$,则选择性$S$的计算公式为:
$S=\frac{n_{A消耗(目的)}}{n_{A消耗(总)}}$
2. 推导三者之间的关系
由收率$Y$的定义可知$n_{P理论}$与$n_{A0}$有关,且$n_{P理论}$是根据化学反应的化学计量关系由$n_{A0}$计算得到的。同时,$n_{P}$与$n_{A消耗(目的)}$也存在化学计量关系。
我们可以通过以下推导得到$Y$、$S$和$x$的关系:
$Y = \frac{n_{P}}{n_{P理论}}$,$S=\frac{n_{A消耗(目的)}}{n_{A消耗(总)}}$,$x=\frac{n_{A消耗(总)}}{n_{A0}}$
因为$n_{P}$与$n_{A消耗(目的)}$、$n_{P理论}$与$n_{A0}$存在相同的化学计量关系,所以可以得到:
$Y = S\times x$