《化学工艺》（化工版 第三版）期末复习卷（四）山东省（原卷版+解析版）

《化学工艺》（化工版 第三版） 期末复习卷（四） 考试时间：90分钟 满分：100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________ 一、单选题（本题共35道小题，每题2分，共70分） 1. 烃类热裂解将大分子烃类分解为乙烯、丙烯等小分子烯烃，从物质变化角度看，该过程属于（ ） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 状态变化 D. 机械变化 2. 管式裂解炉中，裂解反应在炉管内进行，反应所需热量通过炉管外壁加热传入管内物料，该传热过程属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 化学传递 C. 热量传递 D. 质量传递 3. 乙烯聚合生成的聚乙烯是重要的塑料品种，塑料属于高分子化工主要产品中的（ ） A. 无机盐类产品 B. 塑料、合成纤维、橡胶等 C. 基本有机化工原料 D. 精细化工产品 4. 裂解气在送入深冷分离系统前须经压缩，裂解气压缩的主要目的是（ ） A. 降低裂解气的温度 B. 增加裂解气中的水分 C. 使乙烯发生聚合 D. 提高压力，便于净化与分离 5. 裂解气深冷分离需在低温（-100℃以下）下进行，人工获得低温的方式是（ ） A. 加热升温 B. 冷冻（制冷） C. 蒸发浓缩 D. 干燥脱水 6. 裂解气分离系统中，若脱甲烷塔塔顶带出较多的乙烯，则对乙烯回收率的影响是（ ） A. 乙烯回收率降低 B. 乙烯回收率升高 C. 回收率保持不变 D. 回收率无法确定 7. 裂解气分离系统中，将未反应的原料、溶剂等分离提纯后重新加以利用，这一工序称为（ ） A. 三废处理 B. 化学反应 C. 回收工序 D. 原料预处理 8. 电解食盐水溶液生产烧碱、氯气、氢气，该过程属于（ ） A. 化学反应 B. 物理变化 C. 输送过程 D. 分离过程 9. 离子膜法电解与隔膜法电解相比，其制得的烧碱产品通常（ ） A. 烧碱纯度更低 B. 不含任何水分 C. 含有大量氯离子 D. 纯度更高、浓度更大 10. 离子膜电解中，离子交换膜具有选择透过性，能透过离子交换膜的主要离子是（ ） A. 钙离子 B. 钠离子 C. 氯离子 D. 氢氧根离子 11. 离子膜电解生产中，电解液中氯化钠浓度必须维持较高，若浓度过低则可能导致（ ） A. 氯气产量大幅增加 B. 烧碱浓度自动升高 C. 电解槽温度自动降低 D. 氢氧根离子透过膜，影响产品质量 12. 离子膜电解的能耗与电解电压密切相关，生产中为降低电耗可采取的措施是（ ） A. 无限提高电流密度 B. 降低盐水纯度要求 C. 减少离子交换膜面积 D. 保持适宜温度以降低溶液电阻 13. 离子膜电解后，稀烧碱液经蒸发器蒸发浓缩制得液体烧碱，蒸发过程中未蒸发的溶液中烧碱浓度（ ） A. 逐渐减小 B. 保持不变 C. 逐渐增大 D. 先减小后增大 14. 纯碱生产中，石灰石煅烧生成的二氧化碳，其主要用途是（ ） A. 作为气体燃料 B. 制取少量氢气 C. 制取少量氯气 D. 供氨盐水碳酸化使用 15. 粗盐水中含有钙、镁离子等杂质，精制时加入纯碱（碳酸钠）可除去的主要离子是（ ） A. 氯离子 B. 钙离子 C. 钠离子 D. 氢氧根离子 16. 盐水氨化制成的氨盐水，其中溶解的氨所起的主要作用是（ ） A. 防止盐水结晶 B. 提高食盐的溶解度 C. 为碳酸化提供氨源 D. 使盐水显酸性 17. 氨盐水在碳化塔内吸收二氧化碳并放出热量，生产中控制塔内温度的主要目的是（ ） A. 防止结晶结疤，保证结晶良好 B. 加快食盐的溶解 C. 提高二氧化碳的纯度 D. 减少塔体的腐蚀 18. 影响碳酸氢钠结晶的因素包括温度、过饱和度等，其中过饱和度是指溶液中溶质浓度超过（ ） A. 溶液密度的程度 B. 溶液体积的程度 C. 饱和浓度的程度 D. 溶质分子量的程度 19. 重碱（碳酸氢钠）经煅烧分解，其分解产物是（ ） A. 纯碱、水和二氧化碳 B. 烧碱和氯气 C. 生石灰和二氧化碳 D. 小苏打和氨气 20. 蒸氨时向母液中通入蒸汽，其主要作用是（ ） A. 增加母液的体积 B. 稀释母液浓度 C. 防止设备腐蚀 D. 提供热量并促进氨蒸出 21. 乙酸是重要的有机化工产品，其俗称是（ ） A. 醋酸 B. 酒精 C. 丙酮 D. 甘油 22. 乙醛氧化制醋酸需使用催化剂，催化剂能改变化学反应速率，其本身在反应前后（ ） A. 质量不断增大 B. 质量和化学性质不变 C. 化学性质发生改变 D. 被完全消耗掉 23. 乙醛氧化制醋酸反应须在适宜温度下进行，若反应温度过低，造成的不利影响是（ ） A. 副反应急剧增多 B. 催化剂活性无限提高 C. 醋酸浓度自动升高 D. 反应速率慢，生产能力低 24. 化工工艺流程图的种类包括工艺流程示意图、物料流程图（PFD）和（ ） A. 带控制点工艺流程图 B. 设备总装配图 C. 管道轴测图 D. 机械零件图 25. 乙醛氧化制醋酸采用外冷法时，氧化液经外置冷却器冷却后返回反应器，反应器与冷却器之间的连接方式属于（ ） A. 串联精馏塔 B. 并联吸收塔 C. 外循环回路 D. 独立贮罐 26. 半水煤气（合成气）经脱硫、变换、脱碳等净化处理后，主要用于（ ） A. 生产烧碱 B. 合成氨生产 C. 生产纯碱 D. 石油裂解 27. 空气与蒸汽分阶段交替送入造气炉制取半水煤气，该操作的主要设备是（ ） A. 煤气发生炉（造气炉） B. 氨合成塔设备 C. 板式精馏塔 D. 离子交换膜电解槽 28. 甲烷与水蒸气在高温下发生反应制取合成气，该反应的主要产物是（ ） A. 二氧化碳和水 B. 甲烷和乙烷 C. 氮气和氧气 D. 一氧化碳和氢气 29. 烃类造气常在高温高压下进行，选择较高压力的主要原因是（ ） A. 降低原料采购成本 B. 提高反应速率与生产能力 C. 减少蒸汽用量 D. 延长催化剂使用寿命 30. 原料气脱硫时脱除的硫化物经回收利用，可进一步制取的产品是（ ） A. 乙烯等烯烃 B. 纯碱产品 C. 硫黄等含硫产品 D. 盐酸产品 31. 合成氨流程中，一氧化碳变换工序安排在脱硫之后、脱碳之前，采用这一顺序的主要原因是（ ） A. 变换反应可以代替脱硫工序 B. 先脱硫防中毒，变换生成CO₂随后脱除 C. 变换与脱碳顺序互换效果相同 D. 变换必须在脱碳之后进行 32. 合成氨生产中，脱除回收的二氧化碳可作为原料用于生产（ ） A. 烧碱 B. 纯碱 C. 氯气 D. 尿素 33. 经铜氨吸收法精制后，合成气中一氧化碳含量大幅降低，这对氨合成工序的意义是（ ） A. 提高合成气的温度 B. 防止一氧化碳使氨合成催化剂中毒 C. 增加合成气中氮气含量 D. 降低氨合成的压力 34. 在氨合成反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 中，增大压力对该可逆反应的影响是（ ） A. 有利于分子数增多的反应 B. 使反应完全停止下来 C. 有利于分子数减少的反应 D. 对化学平衡没有任何影响 35. 合成氨装置中，投入合成塔的氢气量为1800kg/h，反应中参加反应的氢气为720kg/h，则氢气的转化率为（ ） A. 40% B. 50% C. 60% D. 30% 二、简答题（本题共4道小题，每题5分，共20分） 36. 裂解气深冷分离过程耗能较大。请说明深冷分离的基本原理，并指出该过程在能量利用上应着重考虑的问题。 37. 离子膜电解过程中，对离子交换膜的性能有哪些要求？ 38. 盐水氨化与盐水碳酸化是纯碱生产的两个重要工序。请说明两者之间的联系。 39. 氨的合成是可逆放热反应 N₂+3H₂⇌2NH₃。生产中采用高压、适宜温度和催化剂，并配合循环操作。请运用化学平衡与反应速率的知识分析这些措施的科学依据。 三、综合题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 40. 某厂采用外冷法乙醛氧化工艺生产醋酸，工艺流程为：乙醛与氧气（空气）混合→氧化反应器（外循环冷却）→尾气处理→醋酸精制。请回答：（1）乙醛氧化制醋酸的反应原理是什么？（2）生产中选用何种催化剂？该反应对温度有什么要求？（3）外冷法流程中氧化反应器为何要设置外循环冷却系统？（4）氧化尾气中含有未反应的乙醛等组分，应如何处理？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 《化学工艺》（化工版 第三版） 期末复习卷（四） 考试时间：90分钟 满分：100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________ 一、单选题（本题共35道小题，每题2分，共70分） 1. 烃类热裂解将大分子烃类分解为乙烯、丙烯等小分子烯烃，从物质变化角度看，该过程属于（ ） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 状态变化 D. 机械变化 【答案】A 【解析】热裂解生成了新的物质（乙烯、丙烯等低级烯烃），属于化学变化；只改变物质状态不改变性质的变化称为物理变化。 2. 管式裂解炉中，裂解反应在炉管内进行，反应所需热量通过炉管外壁加热传入管内物料，该传热过程属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 化学传递 C. 热量传递 D. 质量传递 【答案】C 【解析】传热过程（热量传递）涉及传热的基本规律，例如蒸发、热交换等；管式裂解炉通过炉管外壁加热使管内物料升温，属于热量传递。 3. 乙烯聚合生成的聚乙烯是重要的塑料品种，塑料属于高分子化工主要产品中的（ ） A. 无机盐类产品 B. 塑料、合成纤维、橡胶等 C. 基本有机化工原料 D. 精细化工产品 【答案】B 【解析】高分子化工主要产品按功能和作用的分类主要有塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂；聚乙烯塑料属于高分子化工产品。 4. 裂解气在送入深冷分离系统前须经压缩，裂解气压缩的主要目的是（ ） A. 降低裂解气的温度 B. 增加裂解气中的水分 C. 使乙烯发生聚合 D. 提高压力，便于净化与分离 【答案】D 【解析】裂解气净化包括压缩、酸性气体脱除、脱水、脱炔、脱一氧化碳等；压缩提高裂解气压力，便于后续酸性气体脱除、脱水及深冷分离等工序的进行。 5. 裂解气深冷分离需在低温（-100℃以下）下进行，人工获得低温的方式是（ ） A. 加热升温 B. 冷冻（制冷） C. 蒸发浓缩 D. 干燥脱水 【答案】B 【解析】冷冻又称制冷，是人工产生低温的技术；裂解气深冷分离在低温下精馏，通过制冷系统获得所需的低温条件。 6. 裂解气分离系统中，若脱甲烷塔塔顶带出较多的乙烯，则对乙烯回收率的影响是（ ） A. 乙烯回收率降低 B. 乙烯回收率升高 C. 回收率保持不变 D. 回收率无法确定 【答案】A 【解析】脱甲烷塔塔顶带出的乙烯会随甲烷尾气一起损失，使乙烯回收率降低；生产中须严格控制脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔的操作条件，以保证乙烯回收率。 7. 裂解气分离系统中，将未反应的原料、溶剂等分离提纯后重新加以利用，这一工序称为（ ） A. 三废处理 B. 化学反应 C. 回收工序 D. 原料预处理 【答案】C 【解析】回收工序对未反应的原料、溶剂、添加剂、反应生成的副产物等分别进行分离提纯、精制处理后加以回收利用，实现物料的循环使用。 8. 电解食盐水溶液生产烧碱、氯气、氢气，该过程属于（ ） A. 化学反应 B. 物理变化 C. 输送过程 D. 分离过程 【答案】A 【解析】电解食盐水溶液生成烧碱、氯气、氢气等新物质，属于化学反应；化学反应是化工生产过程的核心部分。 9. 离子膜法电解与隔膜法电解相比，其制得的烧碱产品通常（ ） A. 烧碱纯度更低 B. 不含任何水分 C. 含有大量氯离子 D. 纯度更高、浓度更大 【答案】D 【解析】离子膜法采用离子交换膜电解槽，离子交换膜选择透过性能好，将阳极室与阴极室隔开，产品烧碱纯度高、浓度大，产品质量优于隔膜法。 10. 离子膜电解中，离子交换膜具有选择透过性，能透过离子交换膜的主要离子是（ ） A. 钙离子 B. 钠离子 C. 氯离子 D. 氢氧根离子 【答案】B 【解析】离子交换膜允许阳离子（如钠离子）选择性地通过，阻止阴离子和气体通过，从而实现电解产物的分离；离子交换膜将阳极室与阴极室隔开。 11. 离子膜电解生产中，电解液中氯化钠浓度必须维持较高，若浓度过低则可能导致（ ） A. 氯气产量大幅增加 B. 烧碱浓度自动升高 C. 电解槽温度自动降低 D. 氢氧根离子透过膜，影响产品质量 【答案】D 【解析】盐水浓度过低时，阴极室生成的氢氧根离子容易透过离子膜向阳极室迁移，影响产品纯度和电解效率，故生产中须保持适宜的盐水浓度。 12. 离子膜电解的能耗与电解电压密切相关，生产中为降低电耗可采取的措施是（ ） A. 无限提高电流密度 B. 降低盐水纯度要求 C. 减少离子交换膜面积 D. 保持适宜温度以降低溶液电阻 【答案】D 【解析】溶液温度适宜时导电性能好、电阻小，有利于降低电解电压和电耗；生产中须在保证产品质量的前提下，通过控制适宜温度等参数降低能耗。 13. 离子膜电解后，稀烧碱液经蒸发器蒸发浓缩制得液体烧碱，蒸发过程中未蒸发的溶液中烧碱浓度（ ） A. 逐渐减小 B. 保持不变 C. 逐渐增大 D. 先减小后增大 【答案】C 【解析】蒸发通过加热使溶剂（水）汽化，溶液中溶质（烧碱）不断浓缩，未蒸发的溶液中烧碱浓度逐渐增大，最终制得液体烧碱。 14. 纯碱生产中，石灰石煅烧生成的二氧化碳，其主要用途是（ ） A. 作为气体燃料 B. 制取少量氢气 C. 制取少量氯气 D. 供氨盐水碳酸化使用 【答案】D 【解析】石灰石煅烧分解生成生石灰和二氧化碳，生石灰消化制成石灰乳供盐水精制用，二氧化碳供氨盐水碳酸化使用，实现物料的综合利用。 15. 粗盐水中含有钙、镁离子等杂质，精制时加入纯碱（碳酸钠）可除去的主要离子是（ ） A. 氯离子 B. 钙离子 C. 钠离子 D. 氢氧根离子 【答案】B 【解析】纯碱（碳酸钠）与钙离子反应生成碳酸钙沉淀而除去，配合石灰乳等除去镁离子；盐水精制使盐水达到反应所需的状态和规格。 16. 盐水氨化制成的氨盐水，其中溶解的氨所起的主要作用是（ ） A. 防止盐水结晶 B. 提高食盐的溶解度 C. 为碳酸化提供氨源 D. 使盐水显酸性 【答案】C 【解析】盐水吸氨使氨溶解于盐水制成氨盐水，氨盐水吸收二氧化碳反应生成碳酸氢钠；盐水吸氨是氨气溶解于盐水的吸收过程，氨为碳酸化反应提供氨源。 17. 氨盐水在碳化塔内吸收二氧化碳并放出热量，生产中控制塔内温度的主要目的是（ ） A. 防止结晶结疤，保证结晶良好 B. 加快食盐的溶解 C. 提高二氧化碳的纯度 D. 减少塔体的腐蚀 【答案】A 【解析】温度是影响碳酸氢钠结晶的重要因素，控制适宜温度可使碳酸氢钠结晶良好、防止塔内结疤，保证碳化工序正常进行。 18. 影响碳酸氢钠结晶的因素包括温度、过饱和度等，其中过饱和度是指溶液中溶质浓度超过（ ） A. 溶液密度的程度 B. 溶液体积的程度 C. 饱和浓度的程度 D. 溶质分子量的程度 【答案】C 【解析】过饱和度指溶液中溶质浓度超过该条件下饱和浓度的程度，是结晶过程的推动力；控制适宜的过饱和度与温度，可获得颗粒较大、质量良好的碳酸氢钠晶体。 19. 重碱（碳酸氢钠）经煅烧分解，其分解产物是（ ） A. 纯碱、水和二氧化碳 B. 烧碱和氯气 C. 生石灰和二氧化碳 D. 小苏打和氨气 【答案】A 【解析】重碱煅烧时碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠（纯碱）、水和二氧化碳，即制得纯碱产品，放出的二氧化碳可回收利用。 20. 蒸氨时向母液中通入蒸汽，其主要作用是（ ） A. 增加母液的体积 B. 稀释母液浓度 C. 防止设备腐蚀 D. 提供热量并促进氨蒸出 【答案】D 【解析】蒸氨通过加热使母液中的氨汽化逸出，通入蒸汽可提供热量并降低气相中氨的分压，促进氨充分蒸出；回收工序对未反应的原料分离提纯后回收利用。 21. 乙酸是重要的有机化工产品，其俗称是（ ） A. 醋酸 B. 酒精 C. 丙酮 D. 甘油 【答案】A 【解析】乙酸俗称醋酸，其示性式为CH₃COOH，是重要的有机化工产品；化学式是实验式、分子式、结构式和示性式的统称。 22. 乙醛氧化制醋酸需使用催化剂，催化剂能改变化学反应速率，其本身在反应前后（ ） A. 质量不断增大 B. 质量和化学性质不变 C. 化学性质发生改变 D. 被完全消耗掉 【答案】B 【解析】催化剂是加入少量就能改变化学反应速率，但其本身质量和化学性质在反应前后均不发生变化的物质，催化剂又称触媒。 23. 乙醛氧化制醋酸反应须在适宜温度下进行，若反应温度过低，造成的不利影响是（ ） A. 副反应急剧增多 B. 催化剂活性无限提高 C. 醋酸浓度自动升高 D. 反应速率慢，生产能力低 【答案】D 【解析】升高温度可以加快化学反应的速率；温度过低时反应速率慢、生产能力低，故生产中须选择适宜温度，兼顾反应速率与选择性。 24. 化工工艺流程图的种类包括工艺流程示意图、物料流程图（PFD）和（ ） A. 带控制点工艺流程图 B. 设备总装配图 C. 管道轴测图 D. 机械零件图 【答案】A 【解析】工艺流程图主要包括工艺流程示意图、工艺流程图（PFD）和带控制点工艺流程图（PID）；PFD、PID 均用于表达化工生产过程。 25. 乙醛氧化制醋酸采用外冷法时，氧化液经外置冷却器冷却后返回反应器，反应器与冷却器之间的连接方式属于（ ） A. 串联精馏塔 B. 并联吸收塔 C. 外循环回路 D. 独立贮罐 【答案】C 【解析】外冷法通过外置冷却器与氧化反应器构成外循环回路，及时移出反应热、控制反应温度，防止温度过高加剧副反应。 26. 半水煤气（合成气）经脱硫、变换、脱碳等净化处理后，主要用于（ ） A. 生产烧碱 B. 合成氨生产 C. 生产纯碱 D. 石油裂解 【答案】B 【解析】半水煤气（合成气）是煤的气化产品，可进一步加工制造合成氨等；天然气转化为合成气（CO+H₂）后也可继续加工制造合成氨、甲醇、高级醇等。 27. 空气与蒸汽分阶段交替送入造气炉制取半水煤气，该操作的主要设备是（ ） A. 煤气发生炉（造气炉） B. 氨合成塔设备 C. 板式精馏塔 D. 离子交换膜电解槽 【答案】A 【解析】间歇法制半水煤气在煤气发生炉（造气炉）内进行，空气与蒸汽分阶段交替送入炉内与碳反应；煤的气化是煤、焦炭与气化剂在高温下转化成煤气的过程。 28. 甲烷与水蒸气在高温下发生反应制取合成气，该反应的主要产物是（ ） A. 二氧化碳和水 B. 甲烷和乙烷 C. 氮气和氧气 D. 一氧化碳和氢气 【答案】D 【解析】天然气转化为合成气（CO+H₂），合成气主要含一氧化碳和氢气，再继续加工制造合成氨、甲醇、高级醇等。 29. 烃类造气常在高温高压下进行，选择较高压力的主要原因是（ ） A. 降低原料采购成本 B. 提高反应速率与生产能力 C. 减少蒸汽用量 D. 延长催化剂使用寿命 【答案】B 【解析】增大反应压力等同于增加了反应物的浓度，间接地加快了反应速率，同时相当于提高了设备的生产能力；但压力增加能耗与危险性也随之增加，须综合选择。 30. 原料气脱硫时脱除的硫化物经回收利用，可进一步制取的产品是（ ） A. 乙烯等烯烃 B. 纯碱产品 C. 硫黄等含硫产品 D. 盐酸产品 【答案】C 【解析】脱硫过程中脱除的硫化物可回收利用，进一步制取硫黄等含硫产品，实现资源综合利用；原料气脱硫可防止硫化物使催化剂中毒。 31. 合成氨流程中，一氧化碳变换工序安排在脱硫之后、脱碳之前，采用这一顺序的主要原因是（ ） A. 变换反应可以代替脱硫工序 B. 先脱硫防中毒，变换生成CO₂随后脱除 C. 变换与脱碳顺序互换效果相同 D. 变换必须在脱碳之后进行 【答案】B 【解析】原料气先脱硫可防止硫化物使变换催化剂中毒，再经变换将CO转化为CO₂和H₂，随后统一脱除CO₂，顺序安排既保护催化剂又使流程合理。 32. 合成氨生产中，脱除回收的二氧化碳可作为原料用于生产（ ） A. 烧碱 B. 纯碱 C. 氯气 D. 尿素 【答案】D 【解析】脱除的二氧化碳可回收利用，作为生产尿素等产品的原料，实现资源综合利用；吸收剂再生循环使用亦体现回收利用与循环经济理念。 33. 经铜氨吸收法精制后，合成气中一氧化碳含量大幅降低，这对氨合成工序的意义是（ ） A. 提高合成气的温度 B. 防止一氧化碳使氨合成催化剂中毒 C. 增加合成气中氮气含量 D. 降低氨合成的压力 【答案】B 【解析】一氧化碳会使氨合成催化剂中毒，铜氨吸收法深度脱除合成气中少量一氧化碳，保证氨合成工序催化剂安全、合成反应正常进行。 34. 在氨合成反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 中，增大压力对该可逆反应的影响是（ ） A. 有利于分子数增多的反应 B. 使反应完全停止下来 C. 有利于分子数减少的反应 D. 对化学平衡没有任何影响 【答案】C 【解析】增大压力，有利于分子数减少的反应；合成氨是分子数减少（4 变 2）的反应，增大压力可使平衡向生成氨的方向移动。 35. 合成氨装置中，投入合成塔的氢气量为1800kg/h，反应中参加反应的氢气为720kg/h，则氢气的转化率为（ ） A. 40% B. 50% C. 60% D. 30% 【答案】A 【解析】转化率是参加反应的某种原料量占投入反应体系中该种原料总量的百分数，氢气的转化率=720/1800×100%=40%。 二、简答题（本题共4道小题，每题5分，共20分） 36. 裂解气深冷分离过程耗能较大。请说明深冷分离的基本原理，并指出该过程在能量利用上应着重考虑的问题。 【答案】深冷分离依据精馏原理，即利用液体混合物各组分的挥发度不同，进行多次部分汽化和部分冷凝，在低温下将裂解气分离为甲烷、乙烯、丙烯等组分；能量利用上应着重考虑回收冷量、合理利用分离系统的能量（如采用热泵、冷热物流换热等措施），减少能量消耗，实现节能降耗。 【解析】精馏塔利用液体混合物各组分的挥发度不同，进行多次部分汽化和部分冷凝，实现混合物分离；节能降耗措施包括选择合适的工艺参数和操作条件、注意物料的循环使用等。 37. 离子膜电解过程中，对离子交换膜的性能有哪些要求？ 【答案】对离子交换膜的性能要求主要有：①具有良好的选择透过性，能选择性地允许阳离子通过、阻止阴离子和气体通过；②具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，能长期在强酸、强碱和氯气环境中稳定运行；③具有足够的机械强度和尺寸稳定性，能长期承受电解槽内的压力与温差；④电阻小、导电性能好，以降低电解能耗。 【解析】离子交换膜用于离子膜电解槽中，将阳极室与阴极室隔开，分别导出氯气、氢气，防止产物混合，保证电解正常进行。 38. 盐水氨化与盐水碳酸化是纯碱生产的两个重要工序。请说明两者之间的联系。 【答案】盐水氨化（吸氨）是盐水碳酸化的前提和准备：氨化使氨溶解于饱和食盐水制成氨盐水，为碳酸化提供氨源；碳酸化使氨盐水吸收二氧化碳，氨与二氧化碳在盐水介质中反应生成碳酸氢钠（重碱）。没有充分的氨化，碳酸化就无法正常进行；氨盐水中氨的浓度直接影响碳酸化反应的速率与碳酸氢钠的产量。 【解析】盐水吸氨是氨气溶解于盐水的吸收过程（质量传递）；氨盐水碳酸化时二氧化碳被吸收并与氨盐水反应生成碳酸氢钠，塔设备是实现气液传质的设备。 39. 氨的合成是可逆放热反应 N₂+3H₂⇌2NH₃。生产中采用高压、适宜温度和催化剂，并配合循环操作。请运用化学平衡与反应速率的知识分析这些措施的科学依据。 【答案】①高压：增大压力有利于分子数减少的反应，使平衡向生成氨的方向移动，提高平衡转化率；②适宜温度：合成氨是放热反应，温度过高平衡向逆反应方向移动，且高于催化剂的耐热温度时催化剂活性快速衰退，但温度过低反应速率慢，故须兼顾平衡转化率与反应速率选择适宜温度；③催化剂：加入铁系催化剂可加快反应速率、提高生产效率，但不能改变平衡位置；④循环操作：由于化学平衡的限制，单程转化率较低，将未反应的氮气、氢气分离后循环使用，可提高原料利用率。 【解析】增大压力，有利于分子数减少的反应；升高温度有利于吸热反应的进行、降低温度有利于放热反应的进行；催化剂的使用必须考虑到初始温度和耐热温度；回收工序对未反应的原料分离提纯后加以回收利用。 三、综合题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 40. 某厂采用外冷法乙醛氧化工艺生产醋酸，工艺流程为：乙醛与氧气（空气）混合→氧化反应器（外循环冷却）→尾气处理→醋酸精制。请回答：（1）乙醛氧化制醋酸的反应原理是什么？（2）生产中选用何种催化剂？该反应对温度有什么要求？（3）外冷法流程中氧化反应器为何要设置外循环冷却系统？（4）氧化尾气中含有未反应的乙醛等组分，应如何处理？ 【答案】（1）乙醛在催化剂作用下被氧气氧化生成醋酸，该反应为放热反应；（2）生产中采用醋酸锰等催化剂，反应需在适宜温度下进行，温度过高会加剧副反应、降低醋酸收率，温度过低反应速率慢，故须严格控制氧化温度；（3）乙醛氧化为放热反应，设置外循环冷却系统可及时移出反应热、控制反应温度，防止温度过高加剧副反应，保证醋酸收率；（4）尾气中未反应的乙醛等组分应回收利用，避免原料损失和环境污染，体现回收利用与循环经济理念。 【解析】化学变化伴随着能量的变化，乙醛氧化为放热反应；催化剂可改变化学反应速率，升高温度会加快主副反应速率；回收工序对未反应的原料、副产物分离提纯后加以回收利用；识读工艺流程示意图应了解原料、产品、主要设备及原料到产品的变化过程。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $