化工工艺试题库(5)

2025-11-04

14. 〝平衡曲线〞处理论可获得最大转化率,但随着SO2的浓度越来越低,在〝平衡曲线〞附近转化速率则非常低(1分)。反应初期反应速率随温度上升而上升(1分),反应后期反应速率随温度上升而下降(1分),为了既有较高的转化率,又要有较快的反应速度(1分),所以选择比〝平衡曲线〞稍低的〝最适曲线〞作为工艺控制条件。

15. 沸腾炉下部设计成下小上大的倒园台形。(1分)倒园台的上面半径大,气体流速小,据伯努利方程,此处压力大,(1分)细的硫铁矿矿粉不易被气流带出沸腾炉而损失。(2分)

16. 设:平衡时生成x mol的SO3, pSO3 = 1.0x/(6.0-0.5x)

nSO2 = 4.0-x pSO2 = 1.0×(4.0-x)/(6.0-0.5x)

nO2 = 200-0.5x pO2 = 1.0×(2.0-0.5x)/(6.0-0.5x) (1分)

KP = x/(6.0-0.5x)/[ (4.0-x)/(6.0-0.5x)][ (2.0-0.5x)/(6.0-0.5x)]0.5 (1分)

199.5x3-2394x2+9600x-12800 = 0

令:x = 3.30 左式 = -21.2<0 再令:x = 3.50 左式 = 27.06>0 取中间值:x = 3.40 左式 = 6.05>0 方程解在3.30~3.40之间。 令 x = 3.35 左式 = -6.38 方程解在3.35~3.40之间。

令 x = 3.375 左式 = 0.294 可近似认为x = 3.375就是方程的解。 (1分) SO2转化率 = 3.375/4.00 = 84.4% (1分)

17. 冷却的方法有间接冷却和直接冷却(冷激法)二种。(2分) 间接冷却法中冷却介质与反应物不接触,反应物的组成不变化。(1分) 直接冷却(冷激法)中冷却介质与反应物直接混合,反应物的各组分的含量发生了变化。(1分)

18. CaCO3 = CaO+CO2↑

CaO+H2O = Ca(OH)2 (1分)

NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3↓+NH4Cl (1分)

2NaHCO3 = 2Na2CO3+CO2↑+H2O (1分)

2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2NH3↑+2H2O (1分)

19. 先采取冷析法(降低温度),(1分)因为NH4Cl的溶解度随着温度下降而显著变小。(1分) 再加食盐进行盐析,(1分) 因为NH4Cl的在食盐溶液中的溶解度更小。(1分)

20. 因为NH3最后要变成NH4Cl,因此nNH3:nNaCl≥1。(1分)制碱要生成NaHCO3,pH最好在8~9之间,NH3稍过量,pH值正合适。(1分)若nNH3:nNaCl = 1,NH4Cl为酸性,不利于析出NaHCO3。(1分) 若NH3过量太多,pH太大,会产生Na2CO3,而Na2CO3溶解度远大于NaHCO3,不易析出,氨也会被尾气带走,造成损失。(1分)

21. 索尔维法:优点:原料易得,生产强度大,氨可回收循环使用。(1分)

缺点:氯化钠利用率低,并产生大量使用价值不高的废物CaCl2。(1分) 侯德榜法:优点:氯化钠利用率高,副产物NH4Cl比CaCl2用途广,可作化肥。(1分) 缺点:有制碱和制铵二个过程,因此生产强度减小;NH4Cl是酸性物质,对设

备腐蚀严重。(1分)

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22. 在CuSO4电解液(1分)中加入阴、阳二个电极,通上直流电,阳极的粗铜板发生氧化反应: Cu-2e = Cu2+,粗铜板溶解;(1分)阴极的精铜板发生氧化反应:Cu2++2e = Cu,Cu在阴极沉析;(1分) 电极电位比Cu低的如Zn2+不会在阴极沉析,留在电解液中;(1分) 电极电位比Cu高的如Au不会在阳极上溶解,以单质形式沉淀在阳极泥中。(1分)

23. 使用碱性的NaCN或KCN溶液。(2分)

2Au+4NaCN+H2O+0.5O2 = 2NaAu(CN)2+2NaOH (2分)

24. 加入铁屑可将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,(1分) FeSO4· 7H2O的溶解度远远小于三价铁盐,(1分) 容易析出除去。(1分) 亚铁盐的颜色为浅绿色,含量低时几乎无色,三价铁盐颜色深得多,影响钛白粉的色度。(1分)

25. W理论 = 2.16×106/1.49 = 1450 kW·h (2分)

W实际 = 106/1.49×3.5/0.97 = 2419kW·h (1分) 电能效率η= 1450/2419 = 59.93% (1分)

26. 电解槽两极间最小槽电压E槽 = E理论+E过电位+E电解液的电压降+E外电路的电压降 (2分)

= 0.81+(1.09+0.26) +0.84+0.50 = 3.50V (1分) 电压效率η= E理论/ E槽 = 0.81/3.50 = 23.1% (1分)

27. 电解槽中由间隔的只允许阴离子通过的阴离子膜和只允许阳离子通过的阳离子膜分隔成若干独立的半透的室。(1分)若正极方向是阴离子膜,海水中的阴离子,如Cl-就会向正极移动并通过阴离子膜进入另一隔间。(1分)而海水中的阳离子,如Na+就会向负极移动并通过阳离子膜进入又一隔间。(1分)此室的海水无离子存在,淡化了。相邻两室NaCl浓度增加。(1分)

28. 可用苛化淀粉、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素(任选二种) 等絮凝剂。(2分) 若选聚合氯化铝为絮凝剂,必须再次清除Al3+,否则,电解出来的NaOH中会混有铝化合物,产品的纯度下降。(2分)

29. 因为阳极析出氯气(1分),其泄漏污染环境和危害工人健康,为防止泄漏,阳极保持负压。(1分)阴极析出氢气(1分),为防止空气进入阴极与氢气发生爆炸,阴极保持正压(1分) 。

30. 1. 分离出的不是纯组分,而是按沸点范围分割成的混合物。 (1分)

2. 除了象精馏塔一样在塔顶和塔釜出产品外,常减压塔侧线也可引出产品。 (1分) 3. 常减压塔只有精馏段没有提馏段,原料由塔釜进入。 (1分) 4. 常减压塔塔釜不设再沸器。 (1分)

31. 石油的催化裂化是按正碳离子机理进行的。(2分) 原料中大分子烃可断链成小分子的烃,(1分) 由于稳定性:叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子,催化裂化中会产生异构化,带支链的烃含量增加,辛烷值上升,汽油质量提高。(1分)

32. 烃类裂解按自由基机理进行反应。(1分)反应分为:链引发(1分) 、链增长(1分) 、链终止三个基本过程。(1分)

22

33. 原料中大分子烃可断链成小分子的烃,很多属于汽油馏分,产量增加(2分) 由于稳定性:叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子,催化裂化中会产生异构化,带支链的烃含量增加,辛烷值上升,汽油质量提高。(2分)

34. 〝P〞原料油中烷烃的含量,〝O〞原料油中烯烃的含量,(1分)〝N〞原料油中环烷烃的含量,〝A〞原料油中芳香烃的含量。(1分) 烷烃含量高、芳香烃和烯烃含量低的为较好的裂解原料油。(2分)

35. 裂解气的分离方法有:深冷分离法,(1分) 该法要求高压低温,设备投资高,但产品纯度高。(1分) 还有油吸收精馏分离法,(1分) 该法低温不是很低,设备投资少,但产品纯度不高,收率也较低。(1分)

36. 裂解气的净化处理需:1. 去除酸性气体,如CO2、H2S等,(1分) 因为它们可使产物烯

烃进一步加工时的催化剂中毒。(1分) 2. 脱水,否则,低温下结冰,影响工作。(1分) 3. 脱炔,炔也可使烯烃聚合的催化剂中毒。(1分)

37. 有顺序流程:适用于轻、重裂解气分离;(2分)

前脱乙烷流程:适用于C3、C4较多,但丁二烯较少的裂解气分离;(1分) 前脱丙烷流程。适用于较重即C4较多的裂解气的分离。(1分)

38. 采取萃取精馏分离。(2分) 因为C4馏分中各组分在萃取剂中的溶解度不同,使原本沸点(挥发性)相近各组分的蒸汽压发生较大变化,相对挥发度增大,而达到精馏分离。(2分)

39. 1. 对芳烃的选择性好,溶解能力强。(1分) 2. 轻、重芳烃的溶解度差异小,重芳烃回收率高。(1分) 3. 相对密度大,有利于分层与环丁砜回收;(1分) 热容小、沸点高,能耗低,不易于芳烃共沸,易分离、腐蚀性小。(1分)

40. 〝乙烯氯化法〞主要原料是乙烯和氯气,(1分) 氯的利用率低,只有一半。(1分)

〝氧氯化法〞主要原料是乙烯、氯化氢和氧,(1分) 氯化氢中的氯全被利用。(1分)

41. 温度过高将会使乙烯完全氧化,副产物大大增加,产物不是环氧乙烷,(1分) 温度过高会使催化剂活性下降,(1分)温度进一步急剧上升,会造成〝飞温〞事故。(1分) 工业上控制环氧乙烷低转化率,如10%左右,使温度比较平稳。(1分)

42. 在进料中加入1~3g/t的1,2-二氯乙烷。(2分) 二氯乙烷热分解出来的氯被吸附在催化剂银的表面,(1分) 减缓了氧在银表面的吸附,阻止了乙烯的深度氧化。(1分)

43. 因为乙烯和水水合反应是气体摩尔数减小和放热反应,(1分) 所以低温、加压可提高乙烯的转化率,(1分) 温度过低,催化剂活性降低,也不可太低。(1分) 加入过量水会使〝固体磷酸〞溶解游离,催化剂活性降低,反应速度大大降低,不利于生产总量。(1分)

44. CH2=CH2+PdCl2+H2O = CH3CHO+Pd+2HCl (2分)

Pd+2CuCl2 = PdCl2+2CuCl (1分)

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2 CuCl+0.5O2+2HCl = 2 CuCl2+H2O (1分)

45. 一步法的优点:只用一个反应器(1分),减少投资。缺点:由于需用纯氧作氧化剂,要建一个制氧厂(1分) 。二步法的缺点:要用二个反应器(1分),投资较多。优点:由于用空气作氧化剂,运行费用低(1分)。

46. 为了防止乙烯与氧气混合在爆炸极限区而爆炸,乙烯必须过量。(1分) 乙烯过量,则必须循环使用。(1分) 若用空气作氧化剂,由于反应在一个反应器中进行,过量乙烯必和空气中的氮气相混合,(1分) 则须进行乙烯和氮气的分离后,乙烯才能循环使用。(1分)

47. 为了防止乙烯与氧气混合在爆炸极限区而爆炸,乙烯必须过量。(1分) 乙烯过量,则必须循环使用。(1分) 若用空气作氧化剂,由于反应在一个反应器中进行,过量乙烯必和空气中的氮气相混合,(1分) 则须进行乙烯和氮气的分离后,乙烯才能循环使用,为避免乙烯与氮气的分离困难,需用纯氧作氧化剂。(1分)

48. 在〝二步法〞中,乙烯被催化剂PdCl2氧化成乙醛与催化剂的再生分别在两个反应器中进行,(2分) 乙烯与氧化剂(氧气或空气)不接触,就没有乙烯过量的问题,(1分) 只要乙烯被催化剂PdCl2氧化成乙醛的转化率得到保证,乙烯就不需要循环使用,未反应的原料气可从第一个反应器尾部排空。(1分)

49. Cl2+H2O = HOCl+HCl (1分) 2CH3CH=CH2+2HOCl = CH3CH(OH)CH2Cl和CH3CH(Cl)CH2OH (2分) CH3CH(OH)CH2Cl+Ca(OH)2 = 2 CH3CH(O)CH2 (1分)

50. 因为氯气刚溶于水时以Cl2分子形式存在,(1分)不会由HOCl产生Cl+,不能亲电取代。(1分)反应一段时间后,Cl2+H2O = HOCl+HCl才能达到平衡,Cl+含量达到最大,第二步反应才更完全,氯丙醇产率更高。(2分)

51. 1. 原料采用高苯/乙烯比:苯过量,乙烯取代基不足,难以多取代。 (1分)

2. 转化率控制在52~55%:二取代是第二步反应,一取代反应未完全,二取代反应可能性更小。 (2分) 3. 将产生的多乙基苯返回原料中,再生成乙苯:

C6H4(CH2CH3)2+C6H6 = 2 C6H5CH2CH3 (1分)

52. C6H6+CH3CH=CH2 = C6H5-CH(CH3)2 (1分)

C6H5-CH(CH3)2+O2 = C6H5-C(OOH)(CH3)2 (2分) C6H5-C(OOH)(CH3)2 = C6H5-OH+CH3COCH3 (1分)

53. 1. 技术密集度高;(1分) 2. 大量采用复配技术;(1分) 3. 商品性强;(1分) 4. 附加值高、销售利润高。(1分)

54. 1. 品种多、批量小、质量高;(1分) 2. 技术密集度高;(1分) 3. 大量采用复配技术; (1分) 4. 附加值高、销售利润高。(1分)

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55. 1. 农药合成大多是强放热过程,易爆炸,应注意控制或加惰性气体保护;(1分) 2. 合成反应多为非均相反应;(1分) 3. 反应物腐性强,选材应注意;(1分)

4. 原料和成品毒性较大,应注意安全措施。(1分)

56. 1. 农药合成大多是强放热过程,易爆炸,应注意控制或加惰性气体保护;(1分) 2. 农药合成压力不大,温度不高,对设备要求不高,设备投资低;(1分) 3. 反应物腐性强,选材应注意;(1分)

4. 原料和成品毒性较大,应注意安全措施。(1分)

57. 1. 农药合成大多是强放热过程,易爆炸,应注意控制或加惰性气体保护;(1分) 2. 水电汽费用对成本影响小;(1分) 3. 反应物腐性强,选材应注意;(1分)

4. 原料和成品毒性较大,应注意安全措施。(1分)

58. O,O-二甲基-S-(甲氧羰基甲基)二硫代磷酸酯(硫磷酯)与一甲胺反应是迅速的强放热反应。(1分) 若反应锅内有一甲胺存在,加入硫磷酯会立即爆炸。(1分) 生产中应先冷冻至-10~-15oC,再将一甲胺逐滴滴入硫磷酯中,(1分) 并使反应温度不超过2oC。(1分)

59. 流程长、工艺复杂。原料、中间体有毒、易燃易爆,要求严格(1分)。产品质量标准高、对原料、中间体需严格控制(1分)。收率低、三废多(1分)。开发工作要求高、难度大、代价高、周期长(1分)。

60. C6H5OH+NaOH = C6H5ONa+H2O (1分)

C6H5ONa+CO2 = C6H4(OH)COONa (1分)

2C6H4(OH)COONa+H2SO4 = 2C6H4(OH)COOH+Na2SO4 (1分) C6H4(OH)COOH+(CH3CO)2O = 2C6H4(OCOCH3)COOH (1分)

61. 热引发剂有:1. 有机过氧化物类,如:过氧化二苯甲酰等。(2分) 2. 偶氮化物类,如:偶氮二异丁腈。(1分) 3. 过硫酸盐。(1分)

62. C6H12+O2 → C6H11-OH (1分)

C6H11-OH+(Zn) → C6H10=O (1分) C6H10=O+(硫酸羟胺、NH3) → C6H10=NOH (1分) C6H10=NOH+(硫酸、重排) → HN(CH2)5C=O (1分) |______|

63. 1. 从土壤中取样,寻找所需菌种;(2分) 2. 增殖培养;(1分)

3. 纯种分离和培养。(1分)

64. 自然选育、(2分)诱变选育。(2分)

65. 加热高温灭菌,(1分)加化学试剂灭菌(1分)和过滤灭菌。(2分)

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