ANs工业化学试卷

课程编号：0709工业化学第1页(共6页)座位号工业化学答案化学工程与工艺专业形成性考核试卷（四）一．单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在括号内。1．单级离心泵的压头通常（D）往复泵的压头。A.等于B.大于C.无法比较D.小于2．硫铁矿焙烧属于（B）控制过程。A.化学反应B.扩散C.无法D.自发3．碳酸化过程的特点是(A)。A.倒塔B.吸热C.可逆D.吸收4．天然气蒸汽转化的一段炉的炉管材质为（D）。A.FeB.316LC.314LD.HK-405．空间速度简称“空速”，其单位是（B）。A.sB.h-1C.s-1D.m/s二．多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备选项中选出至少两个正确答案的代号填写在括号内。错选、多选、少选或未选均无分。6．下面过程的反应器是固定床的有：（A、B、C、D）。A合成氨；B高温变换；C低温变换；D甲烷化；E催化裂化7．下面过程的反应器是流化床的有：（A、E）。ASO2炉气制备；B石灰石煅烧；C催化重整；D甲烷化；E催化裂化8．合成氨的反应器主要形式有：（A、B）。A冷激式；B冷管式；C绝热式；D固定式；E移动式题号一二三四五六题分101010301030得分得分评卷人得分评卷人课程编号：0709工业化学第2页(共6页)9．真空回转过滤机的每个操作周期包括（A、B、C、D、E）步骤。A吸碱；B洗涤；C挤压；D刮卸；E吹除10．SO2炉气的净化方法包括：（A、B、C、D、E）。A旋风分离；B文氏管洗涤；C电除尘；D电除雾；E干燥三、填空题：（每空1分，本大题共10分）11．合成氨生产过程可归纳为三个主要步骤原料气的制备；原料气的变换和净化；原料气的压缩和氨的合成。12．系统中物理与化学性质均匀一致的部分称为相。13．制碱与合成氨联合生产，以食盐/NaCl和合成氨装置的产品氨，副产物CO2/二氧化碳为原料，生产纯碱和氮肥，此法称为联合制碱法。14．压缩比(r)为出口气体与进口气体的绝对压力之比。压缩机的r大于4。四、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）15．化工生产包括哪三个步骤？原料预处理（粉碎、分级、混合、溶解、输送、蒸发、压缩、加热等）；进行化学反应（同时需要有：搅拌、输送、加热、冷却等）；产物的分离（如吸收、精馏、萃取、过滤、离心）及再加工（如分级、成型、干燥、输送、包装等）。16．柴油的十六烷值如何定义？有何用途？柴油的十六烷值表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性和柴油发火性能的指标。将柴油样品与用十六烷值很大的正十六烷（规定为100）和十六烷值很小的1-甲基萘（规定为0）配成的混合液在标准柴油机中进行比较。自燃性与样品相等的混合液中所含正十六烷的百分数，即为该样品的十六烷值。柴油的十六烷值低于工作条件要求，会使燃烧延迟和不完全，以致发生爆震，降低发动机功率，增加柴油消耗量。但十六烷值过高，也会使燃烧不完全而发生冒烟现象，并增加柴油消耗量。17．某氢氮混合气中含3%的CO，应采用铜洗法还是甲烷化法脱除CO，为什么？应采用铜洗法而不是甲烷化的方法。因为，甲烷化反应是强放热反应，而镍催化剂床不能承受很大的温度升高，故对气体中CO有一定的限制，一般在2%以下。18．比较石灰石煅烧和重碱煅烧过程的异同点。相同点：石灰石煅烧和重碱煅烧属于固相加热分解过程，在一定的温度下，其纯固相的上方具有一定的分解压力，该压力为温度的函数，与其它条件无关。从化学平衡来看，只要保持某一适当的温度，分解便可进行完全。从分解速度来看，高温有力反应的进行。两个煅烧过程均要求气相产物中有较高的二氧化碳浓度。得分评卷人课程编号：0709工业化学第3页(共6页)不同点：石灰石煅烧温度高达12000C左右，不适合采用外热式，为了得到高二氧化碳浓度，只能采用内热式；重碱煅烧温度较低2000C左右，同时对纯碱质量要求严，一般以间壁加热，CO2浓度高达80%。重碱煅烧需要返碱。19．简述二氧化硫氧化为三氧化硫的平衡常数Kp及SO2的平衡转化率的意义及各自的影响因素。SO2+1/2O2SO3+QKp=PSO3/(PSO2PO21/2）Kp为平衡常数，PSO3、PSO2、PO2分别为SO3、SO2、O2的分压，MPa。Kp大小取决于温度和压力，通常压力对Kp的影响较小。SO2的平衡转化率是平衡时SO2转化为SO3的摩尔分数/百分数，用符合xe表示。xe=MSO3/MSO20=(MSO20-MSO2)/MSO20MSO20、MSO3、MSO2分别为原始气体中SO2的摩尔数、平衡时SO2转化为SO3的摩尔数、平衡时SO2的摩尔数。影响SO2的平衡转化率的因素：温度升高Kp减小，xe降低；原始气体组成不影响Kp，O2含量升高xe增大；压力增大Kp增大，xe升高。20．简述平衡移动原理。处于平衡态的可逆反应系统，当条件（温度、压力、气体组成）改变时，系统向削弱这些条件的方向移动，从而建立新的平衡状态，这一原理称为平衡移动原理，也称吕.查德里原理。例如，对可逆放热反应，温度升高时，系统必向消弱温度升高的方向移动，即不利于正反应的进行，平衡转化率将降低。同理，对体积减小的反应，提高压力时，系统必向消弱压力升高的方向移动，即利于正反应的进行，平衡转化率将增大。必须指出的是，平衡移动原理是对化学平衡而言，它不能预示反应过程速度的快慢。五．论述题（本大题共1小题，共10分）21．石油加工中催化裂化和催化重整的目的、原料、产品各是什么？各经过哪些主要过程？反应和反应器的特点各是什么？主要的操作条件是什么？二者反应器调节温度的主要手段？催化裂化催化重整目的生产轻质原料油油品中烃类分子结构的重新调整和排列，正构烷烃异构化；非芳烃芳构化原料重质原料油直馏汽油产品干气、液化气、稳定汽油、轻柴油、重柴油。高辛烷值汽油，苯、甲苯、二甲苯主要过程反应-再生系统；分馏系统；吸收-稳定系统原料油的预处理；催化剂重整；溶剂抽提；芳烃混合物的分离反应特点气-固相催化反应，化学反应控制；多种组分进行多种反应，有：裂化反应、异构化反应、芳构化反应、氢转移反气-固相催化反应，扩散控制；平行地进行多个反应，有：正构烷烃异构化反应，C6环烷烃脱氢生成芳烃，C5环烷烃异构化、脱氢生成芳烃，得分评卷人课程编号：0709工业化学第4页(共6页)应；吸热反应；结碳燃烧使催化剂再生；催化剂进行气流输运烷烃（烯烃）环化脱氢生成芳烃，加氢裂化反应；吸热反应；反应器提升管反应器3~4个固定床串联操作催化剂无定形硅酸铝催化剂；分子筛铂催化剂；铂铼催化剂；主要操作条件反应温度：450~500度；压力：0.16~0.3MPa;回炼比：1；剂油比：3~7反应温度：480~520度；压力：1.8铂铼催化剂；2.0~3.0MPa铂催化剂;氢油比：5~8摩尔比。调节温度的主要手段原料预热温度、改变催化剂循环量每个反应器前均设有加热炉六．计算题（本大题共3小题，共30分）22．已知30℃时纯的正丁烷（C4H10）的饱和蒸汽压为0.249MPa，纯的正戊烷（C5H12）的饱和蒸汽压为0.078MPa。现有组成为正丁烷60%（质量），正戊烷40%的混合物，试计算30℃时混合物的蒸汽总压力。（元素的原子量为：H1；C12）（6分）解：MC4H10=58；MC5H12=72xC4H10=m60%/58(m60%/58+m40%/72)=0.65xC5H12=0.35P=P*C4H10*xC4H10+P*C5H12xC5H12=0.294*0.65+0.078*0.35=0.2184MPa得分评卷人