専門的なケースの午前中、選択肢を覚えていません
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専門科目の午前の第6問です。工業的にはエチレンと水を反応させてエタノールを製造します。C2H4 + H2O → C2H5OH。生成物の一部はエーテルに変化します：2C2H5OH — C2H5O + C2H5 + H2O。与えられた原料の組成は（モル％）で、エチレンが54.5%、水が36.5%で、残りは不活性ガスです。エチレンの転換率は6%で、エチレンがエタノールに変化する選択性は92%です。この場合、生成物中のエチレンのモルパーセンテージは、以下のうちどの値になりますか？オプションはもう覚えていない
専門的なケーススタディの午前の6番目の問題ですが、記憶によるとこのような問題がありました。この問題を解く鍵は、エタノールがエーテルに変換される反応、すなわち2C2H5OH—C2H5O + C2H5 + H2O（2）という反応にあります。この反応では、反応前後のモル数は変わりません。一方、エタノールを合成する反応C2H4 + H2O = C2H5OH（1）では、反応前後の総モル数が変化します。反応（1）からわかるように、1molのC2H5OHが生成すると、総モル数は1mol減少します。反応物を100molとすると、反応後の総モル数は54.5×6％×92％＝3mol減少し、残ったエチレンの量は54.5×（1-6％）＝51.23molとなります。したがって、生成物中のエチレンのモルパーセンテージは51.23÷（100-3）＝52.81％となります。また、反応（2）を考慮し、同時に反応物中のエチレンと水以外の不活性ガスも一つ一つ計算するなら、もちろん結果は得られるが、10分以内に解決するのは難しいと思う。
私も試験のときは同じようにやりました。今、問題があると思うのですが、エチレンの転換率は6％で、選択性は92％です。この問題は午後のケーススタディの問題とよく似ています。ここでの選択性というのは、消費された残りのエタノールに対する反応物であるエチレンの割合を指します。実際に問題文に与えられている方程式を見ると、転換されたエチレンはすべてエタノールになり、その一部のエタノールがエーテルに転換されるため、選択性が生じます。第二の反応では分子数が変わらないので、減少する量はエチレンの転換量、つまり54.5×6％＝3.27モルです。したがって、生成物中のエチレンのモル分率は51.23÷（100－3.27）＝52.96％になります。当時の選択肢もこの値だったと記憶しています。だからこの問題は再評価の際に減点されると思われます
この問題は、確かに計算量が多いですね。私は逆から解きましたが、最初の5問は解きませんでした。
この投稿は最後にxbl240によって2016-9-14 09:19に編集されました。この問題は午後のケースにもあった、選択性を求める問題と同じですが、出題者が言う「選択性」というのがよくわかりません。以前に解いた問題の選択性というのは、A+B=C、A+D=Fのような並行反応で、生成物Cが望ましい製品であり、Cを生成したい場合にAの選択性が高くなる、といったものでした。問題の選択性のように、実際にはエチレンはすべてエタノールに変換され、生成したエタノールの一部で副反応が起こりますが、実際にエチレンが変換された分はすべてエタノールになったということです。つまり、選択性は100％だと理解しています。参考書における選択性とは、目的の生成物が消費する反応物の量／反応物が変換される量である。では、実際の問題でエーテルに変換された部分のエタノールは、目的の生成物に含まれないのだろうか。この場合、影響を受けるのは収率である
3階の見解の方がより理にかなっており、全モル数の減少量は54.5×6％＝3.27molであるべきで、54.5×6％×92％＝3molではない。どうやらこの問題でも点を落とすことになりそうだ
専門的な例題として、午前の第6問について、完全な解法を示します。C2H4 + H2O → C2H5OH（1）、2C2H5OH → C2H5O + C2H5 + H2O（2）。反応（1）×2 + 反応（2）を合わせると、2C2H4 + H2O → C2H5O + C2H5（3）となります。反応（1）によって1molのC2H4が反応すると、全モル数は1mol減少します。反応（3）によって1molのC2H4が反応すると、全モル数は1 + 0.5 – 0.5 = 1mol減少します。したがって、反応（1）および反応（3）のいずれの場合も、1molのC2H4が反応するごとに全モル数は1mol減少します。反応物を100molとすると、エチレンの量は54.5×6% = 3.27molとなり、全モル数は3.27mol減少します。その結果、残るエチレンの量は54.5×（1–6%） = 51.23molとなります。したがって、生成物中のエチレンのモルパーセンテージは、51.23 ÷ (100–3.27) = 52.96%となります。ちなみに、起こる反応を（1）と（3）のみと考えれば、転換率と選択性の両方が容易に理解でき、選択性は100％でなければならないと誤解するようなこともありません！また、反応（2）を考慮し、同時に反応物中のエチレンと水以外の不活性ガスも一つ一つ計算するなら、もちろん結果は得られるが、10分以内に解決するのは難しいと思う
独立した反応は1と2のみで、反応自体もすべてアルコールに変換される。そして選択性とは、目的とする生成物が得られることであり、目的とする生成物が残存することではない
9階の友人、あなたがそんなに必死に問題作成チームに説明を求めても、その点を際立たせることができなければ、今年の選択式の2つの大問において途方に暮れることになるでしょう。
この投稿は最後にxbl240によって2016年9月16日12時57分に編集されました。問題集の作成者は答えを公開しないし、どうせ理解できない。それに、いくつかの問題は確かに不正確だ。並列管路の流量を求める問題なんかもそうだ。間違った問題があっても別に珍しくない。過去の試験問題にも間違った問題がある。13年や14年の試験問題には等熵膨張仕事を求める問題があった