2025年合成氨工藝筆試重點(diǎn)突破及模擬題解析一、單選題（共10題，每題2分）1.合成氨反應(yīng)中，下列哪種催化劑活性最高？A.鐵基催化劑B.鉻基催化劑C.鈷基催化劑D.鎳基催化劑2.合成氨反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化ΔG°在298K時(shí)約為：A.-42.4kJ/molB.42.4kJ/molC.-86.8kJ/molD.86.8kJ/mol3.在合成氨工藝中，循環(huán)氣中氫氮比通?？刂圃冢篈.1:3B.3:1C.1:2D.2:14.下列哪種物質(zhì)不能作為合成氨的原料氣？A.氮?dú)釨.氫氣C.一氧化碳D.甲烷5.合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp隨溫度升高如何變化？A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6.在合成氨工藝中，水煤氣變換反應(yīng)的化學(xué)方程式是：A.N?+3H?→2NH?B.CO+H?O→CO?+H?C.CH?+2O?→CO?+2H?OD.2CO+O?→2CO?7.合成氨工藝中，常用的氫氮合成塔材質(zhì)應(yīng)具備：A.高溫高壓強(qiáng)度B.良好導(dǎo)電性C.高化學(xué)穩(wěn)定性D.良好的導(dǎo)熱性8.下列哪種操作會(huì)導(dǎo)致合成氨反應(yīng)器效率降低？A.優(yōu)化反應(yīng)溫度B.增加原料氣純度C.降低反應(yīng)壓力D.優(yōu)化催化劑裝填方式9.合成氨工藝中，脫碳操作的主要目的是：A.去除氫氣B.去除二氧化碳C.去除一氧化碳D.去除甲烷10.合成氨工藝中，弛放氣分離的主要目的是：A.回收氫氣B.回收氮?dú)釩.回收未反應(yīng)的氫氮?dú)釪.去除雜質(zhì)二、多選題（共5題，每題3分）1.合成氨工藝中，影響反應(yīng)平衡的因素包括：A.溫度B.壓力C.催化劑活性D.原料氣純度E.反應(yīng)時(shí)間2.合成氨工藝中，常見(jiàn)的設(shè)備包括：A.原料氣壓縮機(jī)B.水煤氣變換爐C.合成塔D.脫碳塔E.冷卻器3.合成氨工藝中，循環(huán)氣分離的主要方法包括：A.活性炭吸附B.變壓吸附C.冷凝分離D.精餾分離E.膜分離4.合成氨工藝中，安全操作要求包括：A.防止泄漏B.防止超溫超壓C.防止催化劑中毒D.定期檢查設(shè)備E.做好應(yīng)急準(zhǔn)備5.合成氨工藝中，節(jié)能降耗的措施包括：A.優(yōu)化反應(yīng)溫度B.提高原料氣利用率C.優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)D.采用高效催化劑E.加強(qiáng)設(shè)備保溫三、判斷題（共10題，每題1分）1.合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)。（×）2.合成氨工藝中，氫氮比必須嚴(yán)格控制在3:1。（×）3.合成氨工藝中，水煤氣變換反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。（√）4.合成氨工藝中，脫碳操作通常采用低溫甲醇洗法。（√）5.合成氨工藝中，弛放氣分離通常采用膜分離法。（×）6.合成氨工藝中，合成塔的出口溫度越高，氨的收率越高。（×）7.合成氨工藝中，原料氣純度越高，反應(yīng)效率越高。（√）8.合成氨工藝中，循環(huán)氣分離的目的是為了提高原料氣利用率。（√）9.合成氨工藝中，安全操作要求必須穿戴防護(hù)用品。（√）10.合成氨工藝中，節(jié)能降耗的主要措施是提高反應(yīng)壓力。（×）四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題5分）1.簡(jiǎn)述合成氨工藝的主要流程。2.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，選擇催化劑的主要依據(jù)。3.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，水煤氣變換反應(yīng)的原理。4.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，脫碳操作的主要方法。5.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，安全操作的重要性。五、計(jì)算題（共5題，每題10分）1.已知某合成氨反應(yīng)在500℃、30MPa下的平衡常數(shù)Kp為2.5，原料氣中氫氮摩爾比為3:1，計(jì)算氨的平衡產(chǎn)率。2.已知某水煤氣變換反應(yīng)在400℃、1MPa下的平衡常數(shù)Kp為0.8，原料氣中CO含量為30%，計(jì)算CO的變換率。3.已知某合成氨反應(yīng)器入口溫度為800℃，出口溫度為900℃，反應(yīng)器出口氨含量為15%，計(jì)算反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率。4.已知某脫碳操作采用低溫甲醇洗法，原料氣中CO?含量為10%，脫碳后CO?含量降至0.5%，計(jì)算脫碳效率。5.已知某合成氨工藝中，原料氣循環(huán)率為80%，原料氣中氫氮摩爾比為3:1，計(jì)算實(shí)際氫氮比。答案單選題答案1.A2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.C9.B10.C多選題答案1.A,B,D2.A,B,C,D,E3.B,D,E4.A,B,C,D,E5.A,B,C,D,E判斷題答案1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.√10.×簡(jiǎn)答題答案1.合成氨工藝的主要流程包括：原料氣制備（天然氣重整或煤制氣）、原料氣凈化（脫硫脫硝）、水煤氣變換、脫碳、合成氣壓縮、氨合成、氨分離與液化等步驟。2.選擇催化劑的主要依據(jù)包括：活性、選擇性、穩(wěn)定性、壽命、成本等。3.水煤氣變換反應(yīng)的原理是CO與水蒸氣在高溫高壓下反應(yīng)生成CO?和H?，化學(xué)方程式為CO+H?O→CO?+H?。4.脫碳操作的主要方法包括低溫甲醇洗法、液氮洗法等。5.安全操作的重要性在于防止事故發(fā)生，保障人員安全，提高設(shè)備利用率，確保生產(chǎn)穩(wěn)定。計(jì)算題答案1.氨的平衡產(chǎn)率計(jì)算：平衡常數(shù)表達(dá)式：Kp=(P氨)2/(P氫)×(P氮)已知Kp=2.5，氫氮摩爾比為3:1，設(shè)氨的平衡產(chǎn)率為x。則P氨=x，P氫=3(1-x)，P氮=1(1-x)代入Kp表達(dá)式：2.5=x2/[3(1-x)×(1-x)]解得x≈0.56，即氨的平衡產(chǎn)率為56%。2.CO的變換率計(jì)算：平衡常數(shù)表達(dá)式：Kp=(PCO?×P氫)/(PCO×PH?O)已知Kp=0.8，CO含量為30%，設(shè)變換率為y。則PCO?=0.3y，P氫=0.3(1+y)，PCO=0.3(1-y)，PH?O=0.7(1-y)代入Kp表達(dá)式：0.8=(0.3y×0.3(1+y))/[0.3(1-y)×0.7(1-y)]解得y≈0.65，即CO的變換率為65%。3.反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率計(jì)算：設(shè)單程轉(zhuǎn)化率為z，則出口氨含量為15%=z，入口氨含量為0%。反應(yīng)器出口總氨含量為15%，即15%=z，單程轉(zhuǎn)化率z=15%。4.脫碳效率計(jì)算：脫碳效率=(脫碳前CO?含量-脫碳后CO?含量)/脫碳前CO?含量=(10%-0.5%)/10%