化工工艺学习题

《化工工艺学》习 有机部分： 第一章 1 什么叫做烃类热裂解？ 2.烃类热裂解过程中可能发生哪些化学反应？大致可得到哪些产物？ 3.利用标准自由焓计算裂解反应 C2H6        C2H4+H2 在 2980K、1000K下进行反应的平衡常数Kp和平衡转化率X（裂解反应按常压处理）。 （1000K 时，标准自由焓：H2：0.00 kj/mol， C2H6：109.22 kj/mol C2H4：118.09 kj/mol） 4.试述乙烷裂解反应的机理及其主要步骤？ 5 用热力学和动力学综合分析裂解反应在高温、短停留时间、低烃分压下进行的必要性？ 6.试述裂解深度的含义、示方法。 7．烃类裂解的原料主要有哪些？选择原料应考虑哪些方面？ 8．裂解过程中一次反应和二次反应的含义是什么？为什么要尽力促进一次反应而抑制二次反应？ 9．裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？ 10．裂解过程中为什么要加入水蒸汽？它还起到了哪些作用？ 11．裂解气为什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的优缺点是什么？ 12．在管式裂解炉中为什么会结焦？结焦对生产操作有什么影响？ 13．鲁姆斯裂解工艺流程主要包括哪些部分？各部分的主要作用是什么？ 第二章 1.芳烃的来源有哪些？ 2.简述芳烃的转化反应有哪些？芳烃的转化反应的催化剂主要有哪些？ 3.用热力学和动力学分析说明苯和乙烯烷基化反应的温度为什么控制在95℃左右？ 4.苯和乙烯烷基化的气液相反应器有哪些要求？为什么选用鼓泡床反应器？ 5.了解芳烃的转化反应的机理。 6.乙苯生产对原料有何要求？为什么？ 7.简述乙苯生产的工艺流程。 第三章 1.催化加氢反应有哪几种类型？工业上有哪些重要应用？ 2.反应温度和压力对加氢反应有什么影响？ 3.工业上应用的加氢催化剂有哪些类型？ 4.通过合成甲醇的热力学分析说明了什么问题？ 5.影响合成甲醇反应速度的因素是什么？如何确定合成甲醇的工艺条件？ 第四章 1.氧化反应有何特点？ 2.了解催化自氧化的机理及催化剂？ 3.影响催化自氧化过程的影响因素有哪些？ 4.鼓泡床反应器有何特点？ 5.均相催化氧化有何特点？ 6.论述乙烯液相氧化生产乙醛的反应原理及工艺。 7.非均相催化氧化过程可分为哪几个步骤？哪些是物理过程？哪些是化学过程？ 8.与均相催化氧化过程相比，非均相催化氧化过程有哪些特点？ 9.试论述氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺条件和工艺过程？ 10.丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺条件是怎样确定的？ 11.简述固定床反应器和流化床的结构及特点？ 无机部分： 1解释概念：水煤气、半水煤气、空气煤气、标煤、固体燃料气化 2煤气化过程的主要工艺条件 3简述以煤为原料制取半水煤气的基本原理？ 4间歇制气过程的工作循环的五个阶段 5简述UGI造气炉制气存在的问题 6甲烷转化的主要反应及其特点 7影响甲烷蒸汽转化化学平衡和反应速度的因素有那些 8甲烷蒸汽转化为何分段进行？二段转化的反应有哪些？ 9甲烷转化催化剂组成及其作用 10甲烷蒸汽转化过程中，确定操作条件的依据是什么？ 11．影响一氧化碳平衡变换率的因素有哪些?如何影响? 12．一氧化碳变换反应为什么存在最适宜温度?最适宜温度随变换是如何变化的？ 13、加压变换有哪些优缺点 14、中温变换与低温变换的操作条件差异主要在哪些方面? 15．一氧化碳变换能耗高低的主要标志是什么?如何减少外加蒸汽用量？ 说出变换所用催化剂的类型，各类型中有效成分、活性组分和升温还原介质是什么？ 16简述栲胶脱硫的原理、工艺条件的选择、工艺流程的组织原则、主要设备的结构与作用。 17氧化铁干法脱硫的原理及其特点 18简述变换反应原理及其特点 19简述工艺条件对变换反应的影响关系 20中变催化剂、低变催化剂、耐硫变换催化剂的组成、使用条件、还原（硫化）、钝化原理。 21简述中变流程、中低低、中串低、全低变的流程组织原则、流程特点以及主要设备的结构和作用。 22简述热钾碱法脱除二氧化碳的原理和主要工艺条件。 23简述NHD脱除二氧化碳的原理和主要工艺条件。 24简述脱碳二段吸收、二段再生流程特点。 25简述铜氨液洗涤法精制原料气的原理、工艺特点、工艺条件的选择。 26简述铜氨液组成、存在形式及其作用。 27简述甲烷化反应原理及其工艺条件。 28醋酸铜氨液吸收一氧化碳能力的计算，铜洗塔操作条件如下：操作压力l2MPa，入塔气体中CO含量4％，出塔铜液温度25℃。铜液成分(mol．L-1)：Tcu  2.3，Cu+2.0，Cu2+O.29，NH3 10.25，CO2  2.3，HAc 2.1。求该铜液的吸收能力。若入塔气为3000m3/tNH3，塔底吸收达平衡时的80％，计算吨氨所需铜液的循环量m3.。 29 影响高价铜还原速度的因素有哪些? 30进铜洗塔的原料气中二氧化碳、氧和硫化氢含量增加，对吸收过程有什么影响? 31铜液再生包括哪些内容? 32回流塔、再生器和还原器的位置应如何安排?并对此进行分析。 33采用水洗流程和碳化流程脱除二氧化碳时，对水洗工段各有什么影响， 34甲烷化催化剂与甲烷转化催化剂有什么相同之处？有什么不同之处，为什么？ 35甲烷化流程中为把进甲烷化炉的气体预热到反应所需的温度有几种方法，并对其方法的    优缺点加以分忻。 36液氮洗涤法脱除一氧化碳的原理是什么7此方法的优缺点是什么?适用于什么场合? 37简述氨合成原理、反应特点及主要工艺条件。 38氨合成塔分类、结构形式及其特点。 39简述节能型合成工艺的热回收形式。 40氨合成催化剂型号及主要成分和作用 41简述影响氨合成反应化学平衡和反应速度的因素，工艺条件确定的原则。 42简述影响氨合成催化剂升温还原的因素及出水量的计算。 43简述合成催化剂分层还原的优缺点。 《化工工艺学》考试题及答案 姓名            分数          一、概念题（10分，每题1分） 1、变换率：已变换的CO与变换前CO之比。 2、硫容（量）：单位体积脱硫剂脱除硫化氢的量。 3、空速：单位时间单位催化剂所处理的物料量。 4、固体燃料气化：固体燃料气化是指用氧或含氧气化剂对固体燃料（煤或焦炭）进行热加工，使其转化为可燃性气体的过程。 5、 标煤：即发热值为7000大卡/公斤或2.9×107焦耳/公斤的煤炭。 6、 烃类热裂解：石油烃在高温下发生分解反应生成小分子不饱和烃的过程。 7、 催化裂化：将不能用作轻质燃料的常减压馏分油，加工成辛烷值较高的汽油等轻质燃料。 8、 非均相催化氧化：气态有机原料在固体催化剂存在下，以气态氧为氧化剂，氧化为有机化工产品的过程。 9、 催化剂活性：催化剂改变反应速度的能力                                                                 10、接触时间：反应物料在催化剂上停留时间。 二、填空题（20分，每空1分） 1、目前，工业硝酸大多采用氨氧化法，该过程包括：氨的接触氧化、一氧化氮的氧化和氮氧化物的吸收。 2、煤气化时根据气化剂的不同，产物可分为 水煤气 、  空气煤气 、 半水煤气 。 3、目前，国内常用的甲烷化催化剂是以 三氧化二铝为载体的 镍系列催化剂，使用前应进行 还原  。 4、氨合成反应是在一定温度、压力和有  催化剂 存在下进行的。 5、基本有机化学工业的原料有 天然气 、 石油  、  煤、 农副产品。 6、裂解气的净化过程包括 脱酸性气  、脱水  、  脱炔、 脱一氧化碳 。 7、芳烃的转化反应主要有异构化  、歧化与烷基转移、 烷基化、 脱烷基  等。 8、生产尿素的主要原料有：二氧化碳、液氨 三、判断题（10分，每题1分） 1、一氧化碳变换反应是放热反应，为使反应沿最佳温度曲线进行，在实际生产中，变换炉分段段数越多越好。（  ╳  ） 2、湿法氧化法脱硫中，气体中的硫化氢是被氧气氧化成单质硫而从气体中被脱除的。（  √  ） 3、发烟硫酸中，三氧化硫和水的摩尔比小于1。（ ╳   ） 4、合成甲醇催化剂的有效成份是氧化铜和氧化锌。（ √  ） 5、采用甲烷化法净化合成氨原料气原理是：在一定的温度、压力和催化剂的作用下，气体中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷。（ √  ） 6、裂解原料的含氢量越高，裂解产物中乙烯收率越高。（ √   ） 7、丙烯氨氧化生产丙烯腈的反应温度越高，丙烯腈收率越高。（  ╳  ） 8、对于可逆的加氢反应，提高反应温度，反应速度加快。（╳    ） 9、接触法制硫酸的过程包括：二氧化硫的制备、二氧化硫在催化剂作用下氧化为三氧化硫以及三氧化硫和水的结合。（ √   ） 10、一氧化碳加氢合成甲醇反应是吸热反应，提高温度有利于加快反应速度。（╳ ） 四、简述题（40分。每题5分） 1、简述以煤为原料、间歇制取半水煤气时，一个循环包括的过程及其作用。 答：煤制气操作中一个循环包括一下五个过程： (1)吹风阶段 空气从炉底收入，进行气化反应，提高燃料层的温度(积蓄热量)，吹风气去余热回收系统或放空。 (2)一次上吹制气阶段 水蒸气相加氮空气从炉底送入，经灰渣区预热进入气化区反应，生成的煤气送入气柜。此过程中，由于水蒸气温度较低，加上气化反应大量吸热，使气化区温度显著下降，而燃料层上部却因煤气的通过，温度有所上升，气化区上移，煤气带走的显热损失增加，因而在上吹制气进行一段时间后，应改变气体流向。 (3)下吹制气阶段 水蒸气和加氮空气从炉顶自上而下通过燃料层，生成的煤气也送入气柜。水蒸气下行时，吸收炉面热量可降低炉顶温度，使气化区恢复到正常位置。同时，使灰层温度提高，有利于燃尽残碳。 (4)二次上吹制气阶段 下吹制气后，如立即进行吹风，空气与下行煤气在炉底相遇，可能导致爆炸。所以，再作第二次蒸汽上吹，将炉底及下部管道中煤气排净，为吹风作准备。 (5)空气吹净阶段 二次上吹后，煤气发生炉上部空间，出气管道及有关设备都充满了煤气，如吹入空气立即放空或送往余热回收系统将造成很大浪费，且当这部分煤气排至烟囱和空气接触，遇到火星也可能引起爆炸。因此，在转入吹风阶段之前，从炉底部收入空气，所产生的空气煤气与原来残留的水煤气一并送入气柜，加以回收。 2、分别从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点。 答：氨合成反应的特点为：放热、可逆、体积缩小、有催化剂。 从平衡观点看,氨合成是放热反应，低温有利于NH3的生成,但在没有催化剂的室温条件下，氢氮气不能生成氨，因此氨合成反应需要催化剂，当温度较低时催化剂的活性不能很好地发挥,不利于NH3的生成,所以反应有一个最适宜温度，生产中应及时移走反应热.氨合成反应是体积缩小的反应，提高压力有利于反应向正方向进行，压力愈高平衡时的NH3含量就愈高.另外，气体成分对氨的合成也有影响，惰性气含量高会降低有效气体成分的分压，不利于氨的合成；该反应为可逆反应。 3、氨氧化反应在没有催化剂时，最终产物是什么？说明理由。 答：氨和氧的氧化产物可能有NO、N2O、N2和水。如果对反应不加任何控制，最终产物为氮气和水。其原因是：4NH3+5O2=4NO+6H2O, 4NH3+4O2=2N2O+6H2O, 4NH3+3O2=2N2+6H2O以上各反应可视为不可逆反应，平衡常数以生成氮气最大，所以最终产物为氮气。 4、给出四种脱碳方法（物理法或化学法）及其原理。 答：①热钾碱法：溶解在水中的二氧化碳能和碳酸钾溶液反应，达到脱碳的目的 ②MDEA法：N—甲其二乙醇胺(R2CH3N) 是一种叔胺，它的水溶液呈弱酸性，可以与CO2反应，达到脱出CO2的目的。 ③碳酸丙烯酯法：碳酸丙烯酯是有机溶剂，对二氧化碳、硫化氢等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氮、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微，利用这一特点达到脱碳目的。 ④低温甲醇洗法：甲醇对二氧化碳，硫化氢，硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氯、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微，因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体，而氢氮气损失很小。 ⑤NHD法：NHD溶剂对二氧化碳，硫化氢，硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氯、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微。 5、简述氨氧化时加入蒸汽的原因。 ①有利于反应物从催化剂表面解析出来，避免丙烯腈的深度氧化。 ②可稀释反应物的浓度，使反应趋于平稳，并有利于防爆。 ③水蒸气热容较大，可带走大量反应热，便于控制反应温度。 ④可以清除催化剂表面的积碳。 6、裂解反应装置必须具备哪些工艺要求？ 高温、低烃分压、短停留时间。 7、通过合成甲醇的热力学分析说明了哪些问题？ （1）压力为20MPa左右，温度在300-400℃反应，此时，反应热随温度及压力变化小，反应条件控制容易。（2）低温高压对合成甲醇有利。（3）一些副反应在热力学上比主反应有利，因此，需要采用选择性好的催化剂。 8、用热力学和动力学综合分析说明苯和乙烯液相烷基化反应的温度为什么控制在95℃左右。 热力学上：50-200K有利 动力学：低温反应速度慢 催化剂：热稳定性差，120℃以上树脂化，有腐蚀性 传热：放热反应，沸点移走反应热。 五、计算题（20分，每题10分） 1、铜氨液法净化合成氨原料气操作条件如下：压力l2MPa，入塔气体中CO含量4％，出塔铜液25℃。铜液成分(mol．L-1)为Tcu：2.3，Cu+：2.0，Cu2+：O.3，NH3 ：10．0，CO2：  2.3，HAc：2.0。求该铜液的吸收能力。（25℃时的吸收系数α为6.51MPa）。 2、某30万t/a合成氨厂，合成塔进气流量为900000Nm3/h，进塔气中氨含量3.5％，出塔气中氨含量17.6％，该合成塔装催化剂90m3，试计算：（1）空间速度；（2）氨净值；（3）合成塔产氨速率。 解：（1）空间速度Vs＝合成塔进气量/合成塔装催化剂量＝900000/90=10000 h-1；（2）氨净值△y＝出塔气中氨含量－进塔气中氨含量＝17.6％－3.5％＝14.1％ （3）合成塔产氨速率＝合成塔进气流量×氨净值△y/(1+出塔气中氨含量) =900000×14.1％/(1+17.6％)=107908 Nm3/h =4817 Kmol/h。 化工工艺学练习题化工工艺学练习题化工工艺学练习题化工工艺学练习题 一一一一、、、、填空填空填空填空题题题题 1. 化学工艺学是研究由  化工原料  加工成  化工产品  的化学生产过程的一门科学，内容包括  生产方法  、  原理  、  流程  和  设备    。 2. 化学工业的主要原料包括  化学矿  、  煤  、  石油  和  天然气    。 3. 化工生产过程一般可概括为 原料预处理 、 化学反应 和 产品分离及精制 三大步骤。 4. 根据变质程度不同，煤可以分为  泥炭 、 褐煤 、  烟煤 和 无烟煤  ；随变质程度增加  碳  含量增加，  氢  和  氧  含量降低。 5. 化工中常见的三烯指  乙烯  、 丙烯 、 丁二烯 ；三苯指 苯 、 甲苯 、 二甲苯 。 6. 石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物。石油中的化合物可以分为 烷烃 、 环烷烃 、 芳香烃 三大类。 7. 为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为 常压蒸馏 和 减压蒸馏 ；二次加工主要方法有： 催化重整 、 催化裂化 、 加氢裂化 和焦化 等。 8.  辛烷值  是衡量汽油抗爆震性能的指标， 十六烷值  是衡量柴油自燃性能的指标。 9. 天然气的主要成分是 甲烷 。 10. 天然气制合成气的方法有 蒸汽转化法 和 部分氧化法，主要反应分别是                        和                          。 11. 硫酸生产以原料划分主要有 硫磺 制酸、 硫铁矿 制酸、 冶炼烟气 制酸和石膏 制酸等。 12. 工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用 湿法脱硫 ，低硫含量可以采用 干法脱硫 。 13. SO2氧化成SO3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此， 降低温度 、 提高压力有利于平衡转化率的提高。 14. 接触法制硫酸工艺中主要设备包括 沸腾炉 、 接触室 和  吸收塔  。 15. 硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括 SO2的制取和净化 、 SO2氧化成SO3 和    SO3的吸收  。 16. 稀硝酸生产工艺大致可以分为三步，包括 氨氧化制NO 、 NO氧化制NO2 和  水吸收NO2 制酸  。 17. 硝酸生产的原料有  氨  、  空气    和  水    。 18. 浓硝酸生产方法有 直接法 、 间接法 和  超共沸酸精馏法  。 19. 氨的主要用途是  生产化肥  和  硝酸  。 20. 合成氨反应方程式为                        ，该反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应。 21. 平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度 降低 ，或压力 升高 时，都能使平衡氨浓度增大。 22. 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是  煤  和  天然气  。 23. 甲烷化反应是  CO+3H2=CH4+H2O  。 24. 氯在氯碱厂主要用于生产  液氯  和  盐酸  。 25. 氯碱厂的主要产品一般有    烧碱    、      盐酸        、和    液氯  。 26. 食盐水电解阳极产物是  Cl2  ，阴极产物是  NaOH和H2  。 27. 食盐水电解制氯碱方法有  隔膜法  、  汞阴极法  和    离子交换膜法  。 28. 氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电解槽，它们是  离子膜电解槽  、  隔膜电解槽  、和    水银电解槽  。 29. 尿素合成反应为                                  。 30. 铬铁矿焙烧主要有两种方法，它们是  有钙焙烧  和  无钙焙烧 。有钙焙烧生产铬盐的主要废物是  铬渣  ，它含有致癌物  六价铬  。 31. 常见的铬盐产品主要有  重铬酸钠 、  重铬酸钾 、 铬酐  和 （铬绿）Cr2O3  。 32. 目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法) 、侯氏制碱法(联碱法) 和  天然碱法 33. 索尔维制碱法主要原料是 NH3  、 CaCO3  与 NaCl 。 34. 索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO3=Na2CO3+CaCl2，则该反应的原子利用度为  48.85% （已知原子量Na：23，C：12，O：16，Ca：40，Cl：35.5）。 35. 侯氏制碱法主要原料是 NH3  、CO2  与 NaCl 。 36. 侯氏制碱法的主要产品是  Na2CO3  和  NH4Cl  。 37. 湿法磷酸生产的两种主要原料是 磷矿石  和  硫酸  。 38. 磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结晶形式，分别是 两水 、  半水  和  无水  。 39. 烷基化最典型的应用是  烷基化汽油生产  和  甲基叔丁基醚(MTBE)生产  。 40.  甲基叔丁基醚(MTBE)  是常用的汽油添加剂，是通过  烷基化  反应生产的。 41. 氯化反应主要有三种类型，分别是 加成氯化 、 取代氯化 和 氧氯化 。 42. 生产氯乙烯主要原料是  乙炔  和  乙烯  。 43. 氯乙烯的主要生产方法有  乙烯氧氯化  和  乙炔和氯化氢加成  。 44. 烃类热裂解中一次反应的主要产物为  乙烯  和  丙烯  。 45. 烷烃热裂解主要反应为  脱氢反应  和  断链反应  。 46. 羰基化最典型的应用是  甲醇制醋酸  。 47. 催化剂一般由 活性组分 、 载体 和 助催化剂 组成。 48. 乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是  Ag  。 49. 丙烯腈的主要生产方法是  氨氧化 ，主要原料是  丙烯  和  氨  。 50. 环氧乙烷的主要生产方法是  乙烯环氧化  ，生产原料是  乙烯  和  氧  ，主要用途是  乙二醇    。 51. 皂化反应是指油脂在 碱性 条件下的水解反应。 52. 煤的化工利用途径主要有三种，它们是 煤干馏  、    煤气化  和  煤液化  。 53. 已知有三种不同煤气化工艺，它们是 固定床  、  流化床  、和  气流床 。 54. 煤干馏产物有 焦炭 、 煤焦油 和 焦炉气 。 55. 水煤气是以 水蒸气 为气化剂制得的煤气，主要成分是  CO 和  H2  。半水煤气是以 空气和水蒸气 作气化剂制得的煤气，主要成分是  CO 、  H2  和 N2  。 56. 合成气的主要成分是  CO  和  H2  。 57. 煤气化发生炉中煤层分为 灰渣层 、 氧化层 、 还原层 、 干馏层 和 干燥层 。 58. 煤液化有两种工艺，它们是  直接液化 和  间接液化  。 59. 精细化学品是指  小吨位、高附加值、具有特定用途或功能的化工产品  。 60. 精细化学品生产常用的单元反应有  磺化  、  硝化  、  氯化  。 61. 绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的 化学原料 、 化学和化工过程 、以及最终的 产品 ，对人类的健康和环境都应该是友好的。 62. 高分子化合物是指相对分子量高达 104~106 的化合物。 63. 高分子聚合反应分为 加聚反应 和 缩聚反应 。 64. 石油化工中的三大合成材料指 合成塑料 、 合成橡胶 、 合成纤维 。 65. 常用的塑料有  聚乙烯(PE)  、  聚丙烯(PP)  和    聚氯乙烯(PVC)  。 66. 常用的合成纤维有  涤纶  、  锦纶  和    腈纶  。 67. 根据介质不同，聚合方法有四种，分别是 本体聚合 、 溶液聚合 、乳液聚合  和 悬浮聚合  。 二二二二、、、、单选题单选题单选题单选题 1. 转化率、选择性与收率是衡量一个化工过程的重要指标。下列关于转化率、选择性与收率说法错误的是：(  C  )  A. 转化率是针对反应物而言的；  B. 选择性是针对目的产物而言的；  C. 转化率越高，选择性也越高；  D. 收率等于转化率与选择性之积。 2. 下列油品中，沸程最低的是 (  A  )  A 汽油      B 煤油    C 柴油    D 润滑油 3. 下列哪种方法不能提高汽油辛烷值：(  B  )  A. 降低烯烃含量； B. 降低芳烃含量； C. 提高氧含量； D. 添加甲基叔丁基醚。 4. SO2的氧化反应是一个有催化剂存在下进行的可逆、放热、体积缩小的反应。下列中不能提高SO2平衡转化率的是：(  D  )  A. 降低温度； B. 提高压力； C. 增加氧含量； D. 提高温度。 5. 对CO变换反应，下列说法正确的是：(  B  )  A． 高温和高水碳比有利于平衡右移； B. 变换反应是可逆放热反应；  C． 变换过程采用单反应器；        D. 压力对平衡和反应速度都无影响。 6. 合成氨反应是：(  A  )  A. 放热、体积减小反应  B. 放热、体积增大反应  C. 吸热、体积减小反应  D. 吸热、体积增大反应 7. 下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：(  D  )  A. Fe3O4是活性组分；  B. Al2O3是结构型助催化剂；  C. K2O是电子型助催化剂；  D. 使用前不需升温还原活化。 8. 在纯碱生产过程中，溶解度最低，最先析出的是(  B  ) A. NaCl  B. NaHCO3    C. NH4Cl  D. NH4HCO3 9. 下列关于煅烧与焙烧的说法正确的是：(  C  )  A. 焙烧是在高于熔点的高温下进行；  B. 焙烧是物料分解失去结晶水或挥发组分；  C. 煅烧是物料分解失去结晶水或挥发组分； D. 煅烧是在高于熔点的高温下进行。 10. 乙烯环氧化法制环氧乙烷生产中加入微量二氯乙烷是为了：(  A  ) A 提高环氧乙烷的选择性      B 提高环氧化反应速率    C 提高乙烯的转化率          D 以上都对 11. 乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是：(  B  ) A. Cu  B. Ag    C. Al2O3  D. Fe 12. 乙烯氧氯化双组分催化剂中的KCl可视为：(  B  ) A. 活性组分之一 B. 助催化剂 C. 抑制剂 D. 氧化促进剂 13. 烷基化汽油是由烯烃和    反应生成的 (  C  ) A 丙烷      B 正丁烷    C 异丁烷    D 乙烷 14. 下列分子发生热裂解反应，反应温度最高的是(  D  ) A 丙烷      B 正丁烷    C 异丁烷    D 乙烷 15. 下列醇中可以通过烯烃直接水合得到的是(  D  ) A 正丙醇      B 正丁醇    C 甲醇    D 乙醇 16. 煤气化过程中温度最高的是：(  B  ) A. 灰渣层  B. 氧化层  C. 还原层  D. 干馏层和干燥层 17. 制备多硝基化合物适宜的加料方法为(  B  )。。。。 A 正加法      B 反加法    C 并加法    D 都可以 18. 高分子一般指相对分子量为(  D  )的化合物。 A. 102~104  B. 103~105  C. 104~105  D. 104~106 19. 下列关于加聚反应单体，说法错误的是：(  A  )  A. 在一个加聚反应中单体必须相同；  B. 加聚反应单体必须含有不饱和键；  C. 在一个加聚反应中单体可以不同；  D. 加聚反应单体可以含有特征官能团。 20. 下列关于缩聚反应单体，说法错误的是：(  B  )  A. 在一个缩聚反应中单体可以相同；  B. 缩聚反应单体不能含有不饱和键；  C. 在一个缩聚反应中单体可以不同；  D. 缩聚反应单体应含有特征官能团。 21. 己二胺和己二酸缩聚生成尼龙-66，在其高分子中，结构单元与重复单元 (  C  )。。。。 A 相同      B 相近    C 不相同    D 无关 22. 聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而得，在其高分子中结构单元与重复单元 (  A  )。。。。 A 相同      B 相近    C 不相同    D 无关 23. 下列化合物中不能发生聚合反应的是：(  D  ) A. 乙烯  B. 环氧丙烷    C. 己二胺  D. 乙醇 三三三三、、、、简答题简答题简答题简答题 1. 简述化学与化学工艺的关系。  答：化学工程主要研究化工生产中的共性问题，单元操作，工程因素尤其是放大效应。 化学工艺指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。它主要研究化工生产中的个性问题，即研究具体一个产品从初始原料到最终产品的整个过程以及系统优化。 两者相辅相承，密不可分：化学工程的最新成果要通过具体产品的化学工艺体现出来，化学工艺的进步离不开化学工程的支撑。 2. 举例说明化工生产过程常用的节能降耗措施。 答：化工生产过程中节能措施很多，根据不同的生产工艺及其复杂程度可以采用不同的方法。例如大多反应都是放热的，如何充分合理地利用反应热对节能很重要。一般来说，蒸汽压力越高，其热效率越高，因此，如果反应温度高，应尽可能产生高压蒸汽。另外，燃烧废气带有大量显热，应尽可能回收利用。蒸汽加热的冷凝水要视其压力进一步充分利用。高压下的减压膨胀过程要设计作功机械，避免过分的不可逆过程，造成能量浪费。要注意加强保温、保冷措施，减少热量损失。精馏过程耗能很多，要充分重视换热措施，若有可能可以采用热泵技术。 3. 简述化学工业发展方向。 答：清洁生产、可持续发展、精细化 具体包括：提高原料利用率、减少副产物；副产物循环利用；降低能耗；采用可再生原料；加强环境保护、尽可能避免环境污染；加大研发力量和投入、开发新产品，缩短工业化周期。 4. 简述我国化学工业面临的问题及机遇。 答：问题： 规模小、能耗高、污染重、精细化率低、缺乏自主知识产权和创新能力。 机遇：国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了条件；改革开放为技术改造提供了条件； 国际合作更广泛；国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇；需求增长及政策支持为新技术、新产品开发提供了动力。 5. 对比国内外化学工业的现状。结合具体例子简述国内技术差距及努力方向。 答：与国际先进水平相比，我国的化学工业还很落后，我国的化学工业产值只占世界化学工业总产值的5％左右，这与我国的国际地位极不相称。总的来讲，我们工艺落后、能耗高、污染重、品种少，缺少自主知识产权。 以硫酸为例，发达国家主要以回收硫为原料，而国内大量采用硫铁矿，流程长，设备多，污染重。同样，发达国家主要以天然气为原料合成氨，而我国大量采用煤；食盐电解发达国家主要采用离子膜电解槽，而我国大量采用隔膜电解槽。当然，其中有资源的问题，也同样有技术问题。比如煤气化炉，大型炉依然全靠进口。 6. 简述氧化反应的特点。 答：(1). 强放热反应； (2). 反应途径多样，副产物多； (3). 烃类易完全氧化成CO2和水。 7. 简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。 答：硫酸生产包括三步，即二氧化硫制取、二氧化硫催化氧化为三氧化硫、水吸收三氧化硫制硫酸，主要反应为： 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 主要设备包括：沸腾炉，接触室，吸收塔等。 8. 简述氨氧化生产稀硝酸的原理（主要反应）及工艺流程。5  9. 为什么常规的氨氧化工艺只能生产稀硝酸？怎样才能得到浓硝酸？简述其中的一种流程。 答：因为二氧化氮的吸收制酸是化学吸收，由于化学平衡的限制，无法直接得到浓硝酸。 生产浓硝酸可以采用三种方法：直接法、稀硝酸脱水法、超共沸酸法。硝酸镁脱水法是常用方法之一，其大致流程为：  10. 简述浓硝酸的生产方法。 答：直接法、间接法和超共沸酸精馏法。 直接法：NH3氧化制NO，NO氧化为NO2，浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸，发烟硝酸解吸制N2O4，N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸。 间接法：稀硝酸加脱水剂（硫酸或无机盐如硝酸镁）精馏。 超共沸酸精馏法：使氧化气中水脱除较多，NOx直接生成超共沸酸，再蒸馏得浓硝酸。 11. 简述直接法生产浓硝酸的步骤和原理。 答： (1). NH3氧化制NO：3224NH+5O=4NO+6HO  (2). NO氧化为NO2：222NO+O=2NO, 322NO+2HNO=3NO+HO (3). 浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸：2332NO+HNO=HNONO? (4). 发烟硝酸解吸制N2O4：3223HNONO=NO+HNO?，2242NONO= (5). N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸：242232NO+2HO+O=4HNO 12. 简述以煤为原料合成氨的主要步骤及各步骤的主要作用。 答：  （1）制气：主要目的是制氢  （2）净化：主要目的是除灰 （3）脱硫：主要目的是脱出无机及有机硫 （4）变换：主要目的是将CO转化为CO2，同时制氢 混合 稀硝酸 精馏 浓硝酸 硝酸镁 硝酸镁水溶液 蒸发脱水 水 NH3氧化制NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O NO进一步氧化为NO2 2NO +O2=2NO2 水吸收NO2得HNO3 3NO2+H2O=2 HNO3+ NO Coal Air H2O 制合成气 净化 脱硫 变换 脱碳 液氮洗或甲烷化或铜氨液洗 压缩 合成 分离 NH3 驰放气（5）脱碳：主要目的是除去二氧化碳 （6）甲烷化：主要目的是进一步脱除一氧化碳、二氧化碳及硫杂质 （7）压缩：主要目的是将合成气加压 （8）合成：主要目的是氢与氮反应得氨 （9）分离：主要目的是将生成的氨分离出来 13. 简述以煤为原料合成氨的原理（主要反应）及工艺流程。 答：  （1） 制气：22222222C+OCOC+OCOC+HOH+COC+2HO2H+CO  →  →  →  →， ， ， （2） 变换：222CO+HOCO+H  →←    （3）. 氨合成：223N+3H2NH  →←  14. 简述合成氨的主要生产步骤 答：煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，但它们都包括：制合成气、脱硫、变换、脱碳、净化、合成、压缩、分离等步骤。 15. 目前合成氨生产的主要原料是什么？其原理（主要反应）及工艺流程主要差别有哪些？ 答：煤、天然气。 煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，煤的主要成分是碳，造气反应主要包括煤燃烧、碳和水蒸汽反应。天然气主要成分是甲烷，造气主要反应是甲烷蒸汽转化。由于煤含硫量高，因此一般采用湿法脱硫，然后再干法脱硫；天然气含硫量低，一般是直接采用干法脱硫。 16. 比较几种食盐电解工艺的优缺点。 答： 离子膜：代表发展方向，占地面积小、产品质量好，投资大、投资回收期长； 隔膜：技术成熟、投资小，产品质量差； 水银：产品质量好，水银易造成环境污染，逐步淘汰。 17. 简述索尔维制碱的原理及优缺点。 答： 原理：  NaCl+CaCO3 = Na2CO3+CaCl2  但该反应无法进行，必须经以下过程实现：32CaCOCaO+CO→；+→盐水盐水；→盐水+氨氨盐水； 234NaHCO+NH+COCl(aq)→氨盐水；322232NaHCONaCCOHOO+→+； 3224CaO2NHCl(aq)+2NCaClOHH→++。 原料丰富、技术成熟；但原料利用率低，废液排放量大。 18. 比较索尔维制碱法、侯氏制碱法和天然碱法的优缺点。  答：索尔维制碱法工艺成熟，原料丰富，但原料利用率低，三废排放量大侯氏制碱法原料利用率高，三废排放量小，缺点是原盐要求高，氯化铵销路有问题。 天然碱法在碱矿品位高时，成本低，但原料受限制。 19. 简述尿素合成反应原理。 答： 尿素合成反应为：  3222CO+2NH=CO(NH)+HO  该反应分两步进行： (1). 液氨和CO2反应生成中间物甲铵：324CO+2NHNHCOONH?，该反应为快速、强放热反应，且平衡转化率很高；  (2). 甲铵脱水生成尿素：24222NHCOONHCO(NH)+HO?，该反应为慢速、温和吸热的可逆反应，是速控步骤。 20. 简述尿素生产步骤。 答： (1). 尿素的合成 (2). 合成反应液的分解与分解气的冷凝回收 (3). 尿素溶液蒸浓 (4). 尿素的结晶与造粒 21. 简述烷基化反应及羰基化反应的定义，分别举例说明其典型应用。 答：烷基化是指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的氮、氧、碳、金属或非金属硅、硫等原子上引入烷基R-或芳烃基[如苄基(C6H5CH2-)]的反应。典型应用为烷基化汽油生产和甲基叔丁醚生产。烷基化汽油生产原理为：24HSOHF35C-C    →或异丁烷＋ 烯烃异构烷烃 羰基合成泛指在有机化合物中引入羰基()的反应。产物除醛和醇外，还有酸、酯、酸酐和酰胺等。最典型的是甲醇羰基化制醋酸。 33RhCl(CO)PPh+HI3o175C, 3.0MPaCHOH+COCHCOOH        → 22. 甲基叔丁基醚的催化蒸馏工艺特点是什么？画出催化精馏塔的简单结构示意图。 答：催化精馏塔的简单结构如图所示。特点是：(1)将反应和精馏结合起来，反应热用来分离产物，节能效果明显；由于反应产物很快离开反应区，有利于平衡向甲基叔丁基醚方向进行，异丁烯的转化率高。(2)对设备无腐蚀，对催化剂和原料要求高。(3)设备少，只需一个反应器，投资省。 23. 简述两种主要的氯乙烯生产方法及其特点。 答：（1）乙烯氧氯化  成本低（取决于原油价格）、环境友好，但投资大、流程长。 224222O,CuCl/KCl2o250~350CCH+2HClCHClCH （2）乙炔氯化氢加成  2HgCl/2o100~180CHCCH+HClCH=CHCl≡      →活性炭 成本高（取决于煤价和电价）、有污染，但投资小、工艺可靠。 24. 乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成，同时写出每步的主要反应。 答：(1). 乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：22222CH=CH+ClClCHCHCl  →； (2). 乙烯气相氧氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为： 222222CH=CH+2HCl + 0.5OClCHCHCl+HO  →； (3). 1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯，反应为：222ClCHCHClCH=CHCl+HCl  →。 25. 简述煤液化技术现状及该技术对我国的重要意义。 答：煤液化技术分为间接液化和直接液化两种，间接液化是指先将煤气化制得合成气，然后合成气在催化剂作用下再转化为液体。直接液化是煤在供氢溶剂中，在催化剂作用下加氢，部分转化为液体。间接液化是成熟技术，南非已经生产近50年，直接液化尚无工业化先例，我国第一套工业化装置正在建设中。 中国是一个多煤、少气、贫油的国家，目前中国是世界上第二大石油消耗国，第三大石油进口国，煤炭在中国的能源结构中约占三分之二，煤液化技术不仅对我国的国家安全和经济建设具有非常重要的意义，对改善民生，保护环境也十分重要。 26. 简述煤化工利用的主要途径及相应产品。 答： (1) 焦化：焦炭、焦炉煤气、煤焦油。进一步加工可得上百种产品，如苯、酚、萘、蒽等。 (2). 煤气化：制氢、合成氨、甲醇、二甲醚、汽油等。 (3). 煤液化：汽油、柴油、蜡等。 27. 煤和石油在组成、结构及应用上有什么差别。 答：(1). 煤的H/C原子比远低于石油，含氧量远高于石油； (2). 煤的主体是高分子聚合物，而石油的主体是小分子化合物； (3). 煤中矿物质较多。 (4). 石油采用蒸馏、萃取、催化裂化和催化重整等简单的物理化学方法就可分离或改变结构，在化工中应用广泛。 (5) 煤须经焦化、气化或液化等深加工手段打破化学键，获得组成复杂的低相对分子量化合物，由于技术及成本原因限制了它在化工中的应用，目前主要是用于生产焦炭、制合成气、合成氨、甲醇等。 28. 间歇法水煤气工作循环由那几个阶段组成？ 答：(1). 吹风阶段  (2). 水蒸气吹净阶段  (3). 上吹制气阶段  (4). 下吹制气阶段  (5). 二次上吹制气阶段  (6). 空气吹净阶段。