《化学工艺》（化工版 第三版）期末复习卷（一）山东省（原卷版+解析版）

《化学工艺》（化工版 第三版） 期末复习卷（一） 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. 石油三次加工中的热裂解，其主要生产目的是（ ） A. 提高汽油的质量和产量 B. 生产低级烯烃，如乙烯、丙烯等 C. 将直馏汽油变成高辛烷值汽油 D. 生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃 2. 管式反应器广泛应用于烃类热裂解、乙烯聚合等化工生产，其结构特点是（ ） A. 长径比大于10，容易散热，适合加压反应 B. 高径比较大，适用于气液相逆流操作 C. 催化剂颗粒在器内保持流化状态 D. 流体通过静态催化剂颗粒进行反应 3. 世界上将乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志，主要原因是（ ） A. 乙烯是唯一的有机化工原料，其他物质均不能制取 B. 乙烯只能通过石油热裂解制取，其他工艺无法获得 C. 乙烯是产量最大的化学产品，约75%的石油化工产品由乙烯生产 D. 乙烯可直接作为燃料使用，能够满足国民经济能源需求 4. 裂解气净化时采用吸收法脱除二氧化碳、硫化氢等酸性气体，该过程属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 能量传递 D. 质量传递 5. 裂解气深冷分离时，利用液体混合物各组分挥发度的差异进行多次部分汽化和部分冷凝，该单元操作是（ ） A. 吸收 B. 精馏 C. 萃取 D. 干燥 6. 在裂解气深冷分离装置中，脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔均属于精馏塔，其实现组分分离的根本依据是（ ） A. 各组分沸点及挥发度的差异 B. 各组分相对分子质量的大小 C. 各组分在吸收剂中溶解度的差异 D. 各组分密度的差异 7. 化工生产中节能降耗的措施不包括（ ） A. 选择合适的工艺参数和操作条件，注意物料的循环使用 B. 采用性能优良的催化剂，提高选择性和生产效率 C. 加强设备维护和巡回检查，避免物料的跑、冒、滴、漏 D. 提高反应物的原料配比，增大原料的投入量 8. 以盐矿为原料进行加工时，电解食盐水溶液可生产（ ） A. 烧碱、氯气、氢气 B. 纯碱、二氧化碳、氨气 C. 硫酸、硝酸、盐酸 D. 乙烯、丙烯、丁二烯 9. 烧碱生产中电解食盐水溶液，在阳极和阴极上分别得到的产品是（ ） A. 氢气和氯气 B. 氯气和氢气 C. 氧气和氢气 D. 氯气和氧气 10. 固体盐制备烧碱的工艺流程中，盐水进入离子交换膜电解槽之前必须经过（ ） A. 蒸馏和干燥 B. 冷却和结晶 C. 净化和二次净化 D. 裂解和重整 11. 化工生产中，液相反应一般都在常压下进行，压力对气相反应的影响较大。据此，离子膜电解食盐水这类液相反应通常（ ） A. 在高压下进行 B. 在真空下进行 C. 在超高压下进行 D. 在常压下进行 12. 化工生产中，升高温度可以加快化学反应的速率，且更有利于活化能高的反应。据此，离子膜电解时适当提高电解温度会使（ ） A. 主反应和副反应的速率同时加快 B. 只有主反应的速率加快 C. 主副反应速率均保持不变 D. 主副反应速率均明显降低 13. 离子膜电解得到的稀烧碱液需经蒸发浓缩才能得到液体烧碱，蒸发操作属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 质量传递 D. 化学传递 14. 磷矿和硫铁矿是化学矿产产量最大的两个产品，其加工利用途径是（ ） A. 磷矿石主要生产硫酸，硫铁矿主要生产磷肥 B. 磷矿石和硫铁矿均可直接生产烧碱 C. 磷矿石主要生产磷肥，硫铁矿主要生产硫酸 D. 磷矿石和硫铁矿加工后只能得到无机盐 15. 纯碱生产中，饱和食盐水在进入氨化、碳化工序前需进行精制，其目的是（ ） A. 使原料盐水达到反应所需状态和规格 B. 提高食盐水的温度至沸点 C. 增加盐水中的钙镁杂质含量 D. 将盐水转化为氢氧化钠溶液 16. 纯碱生产中，向饱和食盐水中通入氨气制成氨盐水，从化工单元操作角度看，该过程属于（ ） A. 液体的蒸馏 B. 固体的干燥 C. 流体的输送 D. 气体的吸收 17. 碳化塔是纯碱生产中的关键设备，属于塔设备。塔设备实现传质的主要对象是（ ） A. 固相与固相之间 B. 气相与气相之间 C. 气相和液相或液相和液相 D. 液相与固相之间 18. 氨盐水碳酸化时，二氧化碳气体被盐水吸收属于质量传递过程，与二氧化碳吸收同属质量传递的单元操作是（ ） A. 流体输送、沉降、过滤、搅拌 B. 蒸馏、吸收、干燥、结晶 C. 蒸发、热交换、冷却 D. 加热、冷却、研磨、过筛 19. 纯碱生产中，重碱悬浮液经真空过滤机过滤脱液，从三传角度看，过滤操作属于（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 质量传递 D. 化学变化 20. 纯碱生产中，蒸氨塔将含氨母液加热，使氨汽化回收利用，该过程涉及的主要单元操作是（ ） A. 过滤 B. 结晶 C. 萃取 D. 蒸馏 21. 乙酸（俗称醋酸）的示性式是（ ） A. CH₂O B. C₂H₄O₂ C. CH₃COOH D. CH₃CH₂OH 22. 化工生产中，催化剂能改变化学反应速率而其本身在反应前后质量和化学性质均不变化。催化剂的主要作用不包括（ ） A. 使化学反应速率加快到几百万倍以上 B. 改变反应的平衡常数，提高平衡产率 C. 具有选择性，可减少副反应、提高原料利用率 D. 缓和反应条件，降低对设备的要求 23. 乙醛氧化制醋酸的反应中，为提高乙醛的转化率，生产中可适当增大另一种反应物（氧）的浓度，其原因是提高某一种反应物的浓度（ ） A. 可达到提高另一种反应物转化率的目的 B. 会使另一种反应物的转化率下降 C. 对另一种反应物的转化率没有影响 D. 只会加快反应速率而不会影响转化率 24. 识读化工工艺流程示意图时，应重点了解的内容是（ ） A. 设备内部零件的结构尺寸 B. 各车间的经济核算数据 C. 厂区的地理位置与交通状况 D. 原料、产品、主要设备及原料到产品的变化过程 25. 外冷法乙醛氧化制醋酸工艺中，氧化反应器必须设置冷却系统及时移出反应热，这是因为该氧化反应（ ） A. 是吸热反应，需要外界持续供热 B. 与温度无关，冷却仅为设备防腐 C. 是放热反应，温度过高会加剧副反应 D. 反应速率随温度降低而加快 26. 煤的气化按气化剂的不同可有四种产品，其中可作合成氨原料气的是（ ） A. 空气煤气 B. 水煤气 C. 混合煤气 D. 半水煤气 27. 间歇法制半水煤气时，造气炉内交替通入空气和蒸汽。先通入空气使煤燃烧放热，其作用是（ ） A. 直接生成半水煤气产品 B. 为后续蒸汽与碳反应提供热量 C. 冷却炉体，防止炉温过高 D. 吹出煤气中的二氧化碳杂质 28. 天然气是重要的化工原料，将其转化为合成气后继续加工可制造（ ） A. 合成氨、甲醇、高级醇 B. 烧碱、氯气、氢气 C. 硫酸、硝酸、盐酸 D. 纯碱、小苏打、烧碱 29. 烃类蒸汽转化制合成气需使用镍基催化剂，生产中温度必须控制在催化剂允许的范围内，这是因为（ ） A. 温度越高催化剂的活性越高，不受任何限制 B. 温度只影响副反应，对主反应没有影响 C. 低于催化剂的初始温度活性不能发挥，高于耐热温度活性快速衰退 D. 温度越低反应速率越快，越有利于生产 30. 合成氨生产中，原料气在进入变换、合成工序前必须进行脱硫处理，其主要原因是（ ） A. 硫化物有利于提高氨的合成率 B. 硫化物会使催化剂中毒，影响生产正常进行 C. 硫化物可以代替水蒸气参加反应 D. 脱硫可以降低原料气的温度 31. 合成氨原料气中的一氧化碳需先经变换反应转化为二氧化碳再脱除，采取这一流程的根本目的是（ ） A. 将一氧化碳转化为甲烷作为燃料 B. 提高原料气的热值并增加产量 C. 将氮气转化为氨并提高压力 D. 既制取合成氨所需的氢气，又便于脱除一氧化碳 32. 合成氨原料气中二氧化碳的脱除常用溶液吸收法，从单元操作看，气体吸收属于（ ） A. 质量传递过程 B. 动量传递过程 C. 热量传递过程 D. 化学反应过程 33. 经变换、脱碳后的合成气仍含有少量一氧化碳，需用铜氨溶液吸收除去。设置该净化工序的主要作用是（ ） A. 将一氧化碳转化为二氧化碳 B. 增加合成气的热值和压力 C. 除去对氨合成催化剂有害的少量一氧化碳 D. 提高合成气的压力与温度 34. 教材以合成氨反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 为例进行说明，该反应主要用以说明化学变化中的（ ） A. 质量守恒定律的应用 B. 化学平衡的存在 C. 能量守恒定律的应用 D. 催化剂的作用原理 35. 某合成氨装置投入合成塔的氢气量为3000kg/h，反应后未反应的氢气为1200kg/h，则氢气的转化率为（ ） A. 40% B. 66.7% C. 80% D. 60% 二、简答题（本题共4道小题，每题5分，共20分） 36. 裂解气深冷分离主要利用精馏操作实现各组分的分离，简述精馏操作的基本原理。 37. 根据固体盐制备烧碱的工艺流程，简述离子膜法生产烧碱的主要工序。 38. 纯碱生产中，饱和食盐水需经氨化制成氨盐水后再进行碳酸化。说明盐水氨化的含义，并指出该过程所属的传递过程。 39. 合成氨反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 是可逆放热反应，生产中为提高氨的合成率通常采用高压、适宜温度并加入铁系催化剂。请结合化学平衡的性质说明采取这些措施的原因。 三、综合题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 40. 某化工厂以石脑油为原料，采用管式裂解炉裂解生产乙烯，裂解气经急冷后进入分离系统。请回答：（1）从原料到乙烯产品，裂解生产主要由哪几个工序环节构成？（2）裂解气在深冷分离前需进行哪些净化处理？（3）裂解气分离主要利用什么单元操作实现各组分分离？其分离的基本依据是什么？（4）生产中为提高乙烯回收率，可从哪些方面着手？ 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（一） 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. 石油三次加工中的热裂解，其主要生产目的是（ ） A. 提高汽油的质量和产量 B. 生产低级烯烃，如乙烯、丙烯等 C. 将直馏汽油变成高辛烷值汽油 D. 生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃 【答案】B 【解析】石油加工中热裂解的目的主要是生产低级烯烃，如乙烯、丙烯等；催化裂化用于提高汽油的质量和产量，催化重整可将辛烷值很低的直馏汽油变成高辛烷值汽油，芳烃抽提用于生产芳烃系列产品。 2. 管式反应器广泛应用于烃类热裂解、乙烯聚合等化工生产，其结构特点是（ ） A. 长径比大于10，容易散热，适合加压反应 B. 高径比较大，适用于气液相逆流操作 C. 催化剂颗粒在器内保持流化状态 D. 流体通过静态催化剂颗粒进行反应 【答案】A 【解析】管式反应器长径比大于10，容易散热，适合加压反应，广泛应用于烃类热裂解、乙烯聚合等化工生产；塔式反应器高径比较大，适用于气液相逆流操作；固定床反应器中流体通过静态催化剂颗粒进行反应，流化床反应器中固体在器内处于流化状态。 3. 世界上将乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志，主要原因是（ ） A. 乙烯是唯一的有机化工原料，其他物质均不能制取 B. 乙烯只能通过石油热裂解制取，其他工艺无法获得 C. 乙烯是产量最大的化学产品，约75%的石油化工产品由乙烯生产 D. 乙烯可直接作为燃料使用，能够满足国民经济能源需求 【答案】C 【解析】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是石油化工的基本有机原料，目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产，乙烯产品直接繁衍和带动发展塑料深加工、橡胶制品、纺织等配套产业，所以其产量被视为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志。 4. 裂解气净化时采用吸收法脱除二氧化碳、硫化氢等酸性气体，该过程属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 能量传递 D. 质量传递 【答案】D 【解析】传质过程（质量传递）涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律，例如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等；裂解气中酸性气体的脱除常用吸收法，属于质量传递过程。 5. 裂解气深冷分离时，利用液体混合物各组分挥发度的差异进行多次部分汽化和部分冷凝，该单元操作是（ ） A. 吸收 B. 精馏 C. 萃取 D. 干燥 【答案】B 【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；吸收依据气体组分在液体吸收剂中溶解度的不同，萃取依据组分在萃取剂中分配系数的不同。 6. 在裂解气深冷分离装置中，脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔均属于精馏塔，其实现组分分离的根本依据是（ ） A. 各组分沸点及挥发度的差异 B. 各组分相对分子质量的大小 C. 各组分在吸收剂中溶解度的差异 D. 各组分密度的差异 【答案】A 【解析】精馏是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而实现分离的过程；脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔正是依据各组分挥发度（沸点）的差异逐塔分离出不同组分。 7. 化工生产中节能降耗的措施不包括（ ） A. 选择合适的工艺参数和操作条件，注意物料的循环使用 B. 采用性能优良的催化剂，提高选择性和生产效率 C. 加强设备维护和巡回检查，避免物料的跑、冒、滴、漏 D. 提高反应物的原料配比，增大原料的投入量 【答案】D 【解析】节能降耗的措施有：选择合适的工艺参数和操作条件，注意物料的循环使用；采用性能优良的催化剂，提高选择性和生产效率；加强设备维护和巡回检查，避免和减少物料的跑、冒、滴、漏；规范生产管理和操作责任，防止事故发生等。提高原料投入量不属于节能降耗措施。 8. 以盐矿为原料进行加工时，电解食盐水溶液可生产（ ） A. 烧碱、氯气、氢气 B. 纯碱、二氧化碳、氨气 C. 硫酸、硝酸、盐酸 D. 乙烯、丙烯、丁二烯 【答案】A 【解析】盐矿的加工途径是电解食盐水溶液生产烧碱、氯气、氢气等，还可在此基础上进一步化工加工；硫酸、硝酸、盐酸为三酸，纯碱、烧碱为两碱。 9. 烧碱生产中电解食盐水溶液，在阳极和阴极上分别得到的产品是（ ） A. 氢气和氯气 B. 氯气和氢气 C. 氧气和氢气 D. 氯气和氧气 【答案】B 【解析】电解食盐水溶液时，阳极产生氯气、阴极产生氢气，阴极区同时生成烧碱；教材中固体盐制备烧碱的工艺流程即由离子交换膜电解槽分别导出氯气、氢气。 10. 固体盐制备烧碱的工艺流程中，盐水进入离子交换膜电解槽之前必须经过（ ） A. 蒸馏和干燥 B. 冷却和结晶 C. 净化和二次净化 D. 裂解和重整 【答案】C 【解析】固体盐制备烧碱的工艺流程为：溶盐器→净化系统→二次净化→离子交换膜电解槽→蒸发器；盐水在进入离子交换膜电解槽前必须进行净化、二次净化，以除去杂质满足电解要求。 11. 化工生产中，液相反应一般都在常压下进行，压力对气相反应的影响较大。据此，离子膜电解食盐水这类液相反应通常（ ） A. 在高压下进行 B. 在真空下进行 C. 在超高压下进行 D. 在常压下进行 【答案】D 【解析】化工生产过程一般是在一定的压力条件下进行的，液相反应一般都在常压下进行，压力对气相反应的影响较大；离子膜电解食盐水为液相反应，通常在常压下进行。 12. 化工生产中，升高温度可以加快化学反应的速率，且更有利于活化能高的反应。据此，离子膜电解时适当提高电解温度会使（ ） A. 主反应和副反应的速率同时加快 B. 只有主反应的速率加快 C. 主副反应速率均保持不变 D. 主副反应速率均明显降低 【答案】A 【解析】升高温度可以加快化学反应的速率，无论主、副反应皆可，且升高温度更有利于活化能高的反应；因此生产中必须综合考虑温度对主副反应的影响，严格控制电解温度。 13. 离子膜电解得到的稀烧碱液需经蒸发浓缩才能得到液体烧碱，蒸发操作属于三传中的（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 质量传递 D. 化学传递 【答案】B 【解析】传热过程（热量传递）涉及传热的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作，例如蒸发、热交换等；烧碱液蒸发浓缩即通过加热汽化水分，属于热量传递过程。 14. 磷矿和硫铁矿是化学矿产产量最大的两个产品，其加工利用途径是（ ） A. 磷矿石主要生产硫酸，硫铁矿主要生产磷肥 B. 磷矿石和硫铁矿均可直接生产烧碱 C. 磷矿石主要生产磷肥，硫铁矿主要生产硫酸 D. 磷矿石和硫铁矿加工后只能得到无机盐 【答案】C 【解析】磷矿和硫铁矿是化学矿产产量最大的两个产品：磷矿石主要生产磷肥，硫铁矿主要生产硫酸；化工生产中矿物质经加工可制得多种产品，并非只能得到无机盐。 15. 纯碱生产中，饱和食盐水在进入氨化、碳化工序前需进行精制，其目的是（ ） A. 使原料盐水达到反应所需状态和规格 B. 提高食盐水的温度至沸点 C. 增加盐水中的钙镁杂质含量 D. 将盐水转化为氢氧化钠溶液 【答案】A 【解析】原、辅料预处理的目的是使初始原、辅料达到反应所需要的状态和规格；盐水精制即通过预处理除去钙镁等杂质，使盐水满足氨化、碳化反应的要求。 16. 纯碱生产中，向饱和食盐水中通入氨气制成氨盐水，从化工单元操作角度看，该过程属于（ ） A. 液体的蒸馏 B. 固体的干燥 C. 流体的输送 D. 气体的吸收 【答案】D 【解析】传质过程（质量传递）涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律，例如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等；盐水吸氨是氨气溶解于盐水的吸收过程，属于质量传递。 17. 碳化塔是纯碱生产中的关键设备，属于塔设备。塔设备实现传质的主要对象是（ ） A. 固相与固相之间 B. 气相与气相之间 C. 气相和液相或液相和液相 D. 液相与固相之间 【答案】C 【解析】塔设备是实现气相和液相或液相和液相之间的传质设备，很多的单元操作过程在此完成；碳化塔内氨盐水吸收二氧化碳即属气液相传质过程。 18. 氨盐水碳酸化时，二氧化碳气体被盐水吸收属于质量传递过程，与二氧化碳吸收同属质量传递的单元操作是（ ） A. 流体输送、沉降、过滤、搅拌 B. 蒸馏、吸收、干燥、结晶 C. 蒸发、热交换、冷却 D. 加热、冷却、研磨、过筛 【答案】B 【解析】传质过程（质量传递）涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律，例如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等；流体输送、沉降、过滤属于动量传递，蒸发、热交换属于热量传递。 19. 纯碱生产中，重碱悬浮液经真空过滤机过滤脱液，从三传角度看，过滤操作属于（ ） A. 动量传递 B. 热量传递 C. 质量传递 D. 化学变化 【答案】A 【解析】流体流动过程（动量传递）涉及流体流动及流体和与之接触的固体间发生的相对运动，例如流体输送、沉降、过滤、搅拌及固体的流态化等；真空过滤机过滤重碱悬浮液即属此类。 20. 纯碱生产中，蒸氨塔将含氨母液加热，使氨汽化回收利用，该过程涉及的主要单元操作是（ ） A. 过滤 B. 结晶 C. 萃取 D. 蒸馏 【答案】D 【解析】蒸馏是使液体混合物部分汽化而实现组分分离的单元操作，蒸氨即通过加热使母液中的氨汽化逸出而回收；过滤分离固液混合物，结晶析出固体，萃取利用分配系数差异分离。 21. 乙酸（俗称醋酸）的示性式是（ ） A. CH₂O B. C₂H₄O₂ C. CH₃COOH D. CH₃CH₂OH 【答案】C 【解析】示性式表示分子所具有官能团特性的化学式，乙酸的示性式为CH₃COOH；实验式CH₂O仅表示所含各原子的最简单整数比，分子式C₂H₄O₂表示分子所含原子的种类及数目。 22. 化工生产中，催化剂能改变化学反应速率而其本身在反应前后质量和化学性质均不变化。催化剂的主要作用不包括（ ） A. 使化学反应速率加快到几百万倍以上 B. 改变反应的平衡常数，提高平衡产率 C. 具有选择性，可减少副反应、提高原料利用率 D. 缓和反应条件，降低对设备的要求 【答案】B 【解析】催化剂的作用包括：改变反应速率，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上；具有选择性，可减少副反应、提高原料利用率；缓和反应条件，降低对设备的要求，提高设备的生产能力；保护环境，减少污染等。催化剂不改变反应的平衡常数。 23. 乙醛氧化制醋酸的反应中，为提高乙醛的转化率，生产中可适当增大另一种反应物（氧）的浓度，其原因是提高某一种反应物的浓度（ ） A. 可达到提高另一种反应物转化率的目的 B. 会使另一种反应物的转化率下降 C. 对另一种反应物的转化率没有影响 D. 只会加快反应速率而不会影响转化率 【答案】A 【解析】两种以上的原料参与反应，提高某一种反应物的浓度，可达到提高另一种反应物之转化率的目的；原料配比的变化还会影响反应速率与化学平衡。 24. 识读化工工艺流程示意图时，应重点了解的内容是（ ） A. 设备内部零件的结构尺寸 B. 各车间的经济核算数据 C. 厂区的地理位置与交通状况 D. 原料、产品、主要设备及原料到产品的变化过程 【答案】D 【解析】工艺流程示意图识读的主要内容有：了解生产的原料和产品；了解主要设备；了解原料到产品的变化过程。 25. 外冷法乙醛氧化制醋酸工艺中，氧化反应器必须设置冷却系统及时移出反应热，这是因为该氧化反应（ ） A. 是吸热反应，需要外界持续供热 B. 与温度无关，冷却仅为设备防腐 C. 是放热反应，温度过高会加剧副反应 D. 反应速率随温度降低而加快 【答案】C 【解析】化学变化伴随着能量的变化，化工物料在进行化学和物理变化的同时一定伴随着能量的消耗、释放和转换；乙醛氧化为放热反应，升高温度会同时加快主副反应速率，故须及时移出反应热、严格控制温度。 26. 煤的气化按气化剂的不同可有四种产品，其中可作合成氨原料气的是（ ） A. 空气煤气 B. 水煤气 C. 混合煤气 D. 半水煤气 【答案】D 【解析】煤的气化按气化剂的不同可以有四种产品：空气煤气、水煤气、混合煤气、半水煤气（合成气）；半水煤气即合成气，可进一步加工制造合成氨等产品。 27. 间歇法制半水煤气时，造气炉内交替通入空气和蒸汽。先通入空气使煤燃烧放热，其作用是（ ） A. 直接生成半水煤气产品 B. 为后续蒸汽与碳反应提供热量 C. 冷却炉体，防止炉温过高 D. 吹出煤气中的二氧化碳杂质 【答案】B 【解析】煤的气化是煤、焦炭、半焦炭和气化剂在高温下转化成煤气的过程；间歇法生产中先通空气使碳燃烧放热提高炉温，再通蒸汽与炽热碳层反应生成水煤气，交替进行以制取半水煤气。 28. 天然气是重要的化工原料，将其转化为合成气后继续加工可制造（ ） A. 合成氨、甲醇、高级醇 B. 烧碱、氯气、氢气 C. 硫酸、硝酸、盐酸 D. 纯碱、小苏打、烧碱 【答案】A 【解析】天然气的化工利用包括高温裂解生成乙炔、炭黑，转化为合成气（CO+H₂）后再继续加工制造合成氨、甲醇、高级醇等，以及经氯化、氧化等反应转化成各种产品。 29. 烃类蒸汽转化制合成气需使用镍基催化剂，生产中温度必须控制在催化剂允许的范围内，这是因为（ ） A. 温度越高催化剂的活性越高，不受任何限制 B. 温度只影响副反应，对主反应没有影响 C. 低于催化剂的初始温度活性不能发挥，高于耐热温度活性快速衰退 D. 温度越低反应速率越快，越有利于生产 【答案】C 【解析】催化剂的使用必须考虑到初始温度和耐热温度：低于催化剂的初始温度，催化剂活性不能发挥；高于催化剂的耐热温度，催化剂活性快速衰退，故生产中必须严格控制反应温度。 30. 合成氨生产中，原料气在进入变换、合成工序前必须进行脱硫处理，其主要原因是（ ） A. 硫化物有利于提高氨的合成率 B. 硫化物会使催化剂中毒，影响生产正常进行 C. 硫化物可以代替水蒸气参加反应 D. 脱硫可以降低原料气的温度 【答案】B 【解析】原料气中的硫化物会使催化剂中毒，影响变换与氨合成反应的正常进行，故在进入变换、合成工序前必须脱硫，以保护催化剂、保证生产稳定运行。 31. 合成氨原料气中的一氧化碳需先经变换反应转化为二氧化碳再脱除，采取这一流程的根本目的是（ ） A. 将一氧化碳转化为甲烷作为燃料 B. 提高原料气的热值并增加产量 C. 将氮气转化为氨并提高压力 D. 既制取合成氨所需的氢气，又便于脱除一氧化碳 【答案】D 【解析】一氧化碳变换使CO与水蒸气反应生成CO₂和H₂，既增加了合成氨所需的氢气，又将一氧化碳转化为易脱除的二氧化碳，从而净化原料气、保护后续工序的催化剂。 32. 合成氨原料气中二氧化碳的脱除常用溶液吸收法，从单元操作看，气体吸收属于（ ） A. 质量传递过程 B. 动量传递过程 C. 热量传递过程 D. 化学反应过程 【答案】A 【解析】传质过程（质量传递）涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律，例如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等；溶液吸收脱除二氧化碳属于质量传递过程。 33. 经变换、脱碳后的合成气仍含有少量一氧化碳，需用铜氨溶液吸收除去。设置该净化工序的主要作用是（ ） A. 将一氧化碳转化为二氧化碳 B. 增加合成气的热值和压力 C. 除去对氨合成催化剂有害的少量一氧化碳 D. 提高合成气的压力与温度 【答案】C 【解析】铜氨吸收法用铜氨溶液吸收合成气中少量的一氧化碳，实现原料气的深度净化，防止一氧化碳使氨合成催化剂中毒，保证氨合成工序稳定运行。 34. 教材以合成氨反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 为例进行说明，该反应主要用以说明化学变化中的（ ） A. 质量守恒定律的应用 B. 化学平衡的存在 C. 能量守恒定律的应用 D. 催化剂的作用原理 【答案】B 【解析】教材以合成氨反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 为例说明化学平衡的存在；平衡具有动态性、相对性和可变性，生产中常利用平衡的可变性使平衡向有利于生产的方向移动。 35. 某合成氨装置投入合成塔的氢气量为3000kg/h，反应后未反应的氢气为1200kg/h，则氢气的转化率为（ ） A. 40% B. 66.7% C. 80% D. 60% 【答案】D 【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=（3000-1200）/3000×100%=60%。 二、简答题（本题共4道小题，每题5分，共20分） 36. 裂解气深冷分离主要利用精馏操作实现各组分的分离，简述精馏操作的基本原理。 【答案】精馏是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，实现混合物分离的单元操作；裂解气深冷分离中，脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔等精馏塔依据各组分挥发度的差异，通过多次部分汽化和部分冷凝逐级分离出甲烷、乙烯、丙烯等组分。 【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。 37. 根据固体盐制备烧碱的工艺流程，简述离子膜法生产烧碱的主要工序。 【答案】固体盐经溶盐器溶解制成盐水，经净化系统净化、二次净化后进入离子交换膜电解槽电解；阳极室产生氯气，阴极室产生氢气，阴极室得到稀烧碱液；稀烧碱液经蒸发器蒸发浓缩得到液体烧碱。 【解析】固体盐制备烧碱的工艺流程为：溶盐器→净化系统→二次净化→离子交换膜电解槽→蒸发器，电解槽分别导出氯气、氢气，蒸发器产出液体烧碱。 38. 纯碱生产中，饱和食盐水需经氨化制成氨盐水后再进行碳酸化。说明盐水氨化的含义，并指出该过程所属的传递过程。 【答案】盐水氨化是指向饱和食盐水中通入氨气，使氨溶解于盐水中制成氨盐水的工序；从单元操作角度看，氨气溶解于盐水的过程属于气体的吸收，吸收涉及物质通过相界面迁移，属于传质过程（质量传递）。 【解析】传质过程（质量传递）涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律，例如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等。 39. 合成氨反应 N₂+3H₂⇌2NH₃ 是可逆放热反应，生产中为提高氨的合成率通常采用高压、适宜温度并加入铁系催化剂。请结合化学平衡的性质说明采取这些措施的原因。 【答案】①平衡具有可变性，平衡是暂时的，当条件发生变化时，原有的平衡状态被破坏并发生移动，直至在新的条件下建立新的平衡，生产中常利用平衡的可变性使平衡向有利于生产的方向移动；②合成氨是分子数减少的放热反应，增大压力有利于分子数减少的反应，提高压力可使平衡向生成氨的方向移动，故采用高压；③升高温度有利于吸热反应，而合成氨是放热反应，温度过高会使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，故需选择适宜温度；④催化剂可以加快反应速率，合成氨生产中使用以铁为主的多组分催化剂可提高反应速率。 【解析】化学平衡具有动态性、相对性、可变性；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。 三、综合题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 40. 某化工厂以石脑油为原料，采用管式裂解炉裂解生产乙烯，裂解气经急冷后进入分离系统。请回答：（1）从原料到乙烯产品，裂解生产主要由哪几个工序环节构成？（2）裂解气在深冷分离前需进行哪些净化处理？（3）裂解气分离主要利用什么单元操作实现各组分分离？其分离的基本依据是什么？（4）生产中为提高乙烯回收率，可从哪些方面着手？ 【答案】（1）裂解生产主要由原料预处理、化学反应（管式裂解炉中烃类高温裂解生成低级烯烃）、产物分离（裂解气净化与深冷分离）三个基本环节构成，此外还包括回收工序和三废处理。（2）裂解气在深冷分离前需进行压缩、酸性气体脱除、脱水、脱炔、脱一氧化碳等净化处理。（3）裂解气分离主要利用精馏操作实现各组分分离，其分离的基本依据是液体混合物各组分的挥发度不同，通过多次部分汽化和部分冷凝实现分离。（4）可通过优化脱甲烷塔、乙烯塔、丙烯塔等精馏塔的操作条件，合理利用分离系统的能量（如采用热泵、余热回收）、减少物料的跑冒滴漏等节能降耗措施提高乙烯回收率。 【解析】化工生产过程一般由原料预处理、化学反应、产物分离三个基本环节组成；裂解气净化包括压缩、酸性气体脱除、脱水、脱炔、脱一氧化碳；精馏利用液体混合物各组分挥发度不同进行多次部分汽化和部分冷凝实现分离；节能降耗措施包括选择合适的工艺参数和操作条件、注意物料循环使用、加强设备维护避免跑冒滴漏等。 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 $