化工總控工習(xí)題庫(kù)（含參考答案）一、選擇題1.化工生產(chǎn)中常用的“三酸兩堿”是指（）。A.硫酸、鹽酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀B.硫酸、鹽酸、磷酸、氫氧化鈉、碳酸鈉C.硫酸、鹽酸、硝酸、氫氧化鈉、碳酸鈉D.硫酸、鹽酸、磷酸、氫氧化鉀、碳酸鉀答案：C2.在一定溫度下，反應(yīng)$2A(g)+B(g)\rightleftharpoons2C(g)$達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）。A.單位時(shí)間內(nèi)生成$nmolB$，同時(shí)消耗$2nmolC$B.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化C.混合氣體的密度不隨時(shí)間變化D.$A$、$B$、$C$的分子數(shù)之比為$2:1:2$答案：B3.精餾塔中由塔頂向下的第$n-1$、$n$、$n+1$層塔板，其氣相組成關(guān)系為（）。A.$y_{n+1}>y_{n}>y_{n-1}$B.$y_{n+1}=y_{n}=y_{n-1}$C.$y_{n+1}<y_{n}<y_{n-1}$D.不確定答案：C4.吸收操作中，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)$N_{OG}$與（）無關(guān)。A.吸收因數(shù)$A$B.液體入塔組成$x_{2}$C.相平衡常數(shù)$m$D.氣體入塔組成$y_{1}$答案：B5.對(duì)于反應(yīng)$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons2SO_{3}(g)$，下列措施能增大正反應(yīng)速率的是（）。A.增大容器容積B.移去部分$SO_{3}$C.通入大量$N_{2}$D.升高溫度答案：D6.離心泵的揚(yáng)程是指（）。A.實(shí)際的升揚(yáng)高度B.泵的吸液高度C.液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度D.單位重量液體通過泵所獲得的能量答案：D7.某二元混合物，進(jìn)料量為$100kmol/h$，$x_{F}=0.6$，要求塔頂$x_{D}$不小于$0.9$，則塔頂最大產(chǎn)量為（）。A.$60kmol/h$B.$66.7kmol/h$C.$90kmol/h$D.不能確定答案：B8.萃取操作中，選擇萃取劑的主要原則不包括（）。A.萃取劑與原溶劑互不相溶B.萃取劑對(duì)溶質(zhì)的溶解度要大C.萃取劑的密度要比原溶劑大D.萃取劑與溶質(zhì)易分離答案：C9.下列物質(zhì)中，屬于電解質(zhì)的是（）。A.銅B.蔗糖C.氯化鈉D.酒精答案：C10.化工生產(chǎn)過程中，常用于加熱的熱源不包括（）。A.水蒸氣B.導(dǎo)熱油C.煙道氣D.液氨答案：D11.已知反應(yīng)$A+B\rightarrowC+D$的速率方程為$r=kc_{A}c_{B}$，該反應(yīng)（）。A.一定是基元反應(yīng)B.一定是非基元反應(yīng)C.可能是基元反應(yīng)，也可能是非基元反應(yīng)D.是一級(jí)反應(yīng)答案：C12.板式塔中操作彈性最大的是（）。A.篩板塔B.浮閥塔C.泡罩塔D.舌形塔答案：B13.吸收過程中，氣相阻力控制時(shí)，總傳質(zhì)系數(shù)$K_{Y}$（）。A.近似等于氣相傳質(zhì)系數(shù)$k_{Y}$B.近似等于液相傳質(zhì)系數(shù)$k_{X}$C.遠(yuǎn)大于氣相傳質(zhì)系數(shù)$k_{Y}$D.遠(yuǎn)小于氣相傳質(zhì)系數(shù)$k_{Y}$答案：A14.離心泵啟動(dòng)前應(yīng)（）出口閥，旋渦泵啟動(dòng)前應(yīng)（）出口閥。A.打開，打開B.關(guān)閉，打開C.打開，關(guān)閉D.關(guān)閉，關(guān)閉答案：B15.精餾操作中，全回流時(shí)（）。A.塔頂產(chǎn)品量為零，塔底產(chǎn)品量為零B.塔頂產(chǎn)品量為零，塔底產(chǎn)品量最大C.塔頂產(chǎn)品量最大，塔底產(chǎn)品量為零D.塔頂產(chǎn)品量最大，塔底產(chǎn)品量最大答案：A16.下列關(guān)于催化劑的說法正確的是（）。A.催化劑能改變反應(yīng)的平衡常數(shù)B.催化劑能加快正反應(yīng)速率，減慢逆反應(yīng)速率C.催化劑能降低反應(yīng)的活化能D.催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)都不變答案：C17.對(duì)于恒容反應(yīng)$aA+bB\rightarrowcC+dD$，其反應(yīng)速率表達(dá)式中，與濃度無關(guān)的是（）。A.反應(yīng)速率常數(shù)$k$B.反應(yīng)物$A$的消耗速率$r_{A}$C.產(chǎn)物$C$的生成速率$r_{C}$D.總反應(yīng)速率$r$答案：A18.萃取精餾中，加入萃取劑的作用是（）。A.降低原溶液中各組分間的相對(duì)揮發(fā)度B.提高原溶液中各組分間的相對(duì)揮發(fā)度C.改變?cè)芤褐懈鹘M分的沸點(diǎn)D.改變?cè)芤褐懈鹘M分的溶解度答案：B19.某反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，$\DeltaG=0$，此時(shí)（）。A.反應(yīng)停止B.正逆反應(yīng)速率相等C.反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度相等D.反應(yīng)的焓變$\DeltaH=0$答案：B20.化工生產(chǎn)中，用于分離氣-固非均相混合物的設(shè)備是（）。A.板框壓濾機(jī)B.離心分離機(jī)C.袋濾器D.轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)答案：C二、填空題1.化工生產(chǎn)過程一般可概括為原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)品分離及精制三大步驟。2.理想氣體狀態(tài)方程為$pV=nRT$，其中$p$表示壓強(qiáng)，$V$表示體積，$n$表示物質(zhì)的量，$T$表示熱力學(xué)溫度，$R$為摩爾氣體常數(shù)。3.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法通常有平均速率和瞬時(shí)速率兩種。4.精餾操作的依據(jù)是混合液中各組分揮發(fā)度的差異，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底上升蒸氣。5.吸收過程是溶質(zhì)從氣相向液相轉(zhuǎn)移的過程，其逆過程稱為解吸。6.離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、功率和效率等。7.催化劑的基本特性包括改變反應(yīng)速率、具有選擇性和反應(yīng)前后自身的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變。8.萃取操作中，分配系數(shù)$k_{A}$是指溶質(zhì)在萃取相和萃余相中的平衡濃度之比。9.化工生產(chǎn)中的熱量傳遞方式主要有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種。10.對(duì)于可逆反應(yīng)$mA(g)+nB(g)\rightleftharpoonspC(g)+qD(g)$，當(dāng)$\Deltan=(p+q)-(m+n)>0$時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。11.板式塔的塔板類型主要有泡罩塔板、篩孔塔板和浮閥塔板等。12.吸收過程的傳質(zhì)速率方程式為$N_{A}=K_{Y}(Y-Y^{})$（以氣相分壓差表示推動(dòng)力），其中$N_{A}$為傳質(zhì)速率，$K_{Y}$為氣相總傳質(zhì)系數(shù)，$Y$為氣相主體中溶質(zhì)的摩爾比，$Y^{}$為與液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾比。13.離心泵的工作點(diǎn)是離心泵特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。14.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有冷液進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料、露點(diǎn)進(jìn)料和過熱蒸氣進(jìn)料五種。15.化學(xué)平衡常數(shù)$K$只與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度無關(guān)。16.萃取劑的選擇性系數(shù)$\beta$表示萃取劑對(duì)溶質(zhì)和原溶劑的溶解能力之比，$\beta$越大，萃取效果越好。17.熱交換器按傳熱方式可分為間壁式、直接接觸式和蓄熱式三種。18.對(duì)于一級(jí)反應(yīng)$A\rightarrowP$，其速率方程為$r=kc_{A}$，半衰期$t_{1/2}=\frac{\ln2}{k}$。19.吸收塔的計(jì)算通常包括物料衡算、熱量衡算和傳質(zhì)計(jì)算等內(nèi)容。20.化工生產(chǎn)中常用的安全措施有防火、防爆、防毒和防腐蝕等。三、判斷題1.化工生產(chǎn)中，反應(yīng)條件的選擇只需要考慮反應(yīng)速率，不需要考慮反應(yīng)的平衡。（×）2.理想氣體在任何溫度和壓強(qiáng)下都符合理想氣體狀態(tài)方程。（√）3.化學(xué)反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越快。（×）4.精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度。（√）5.吸收過程中，氣相阻力控制時(shí)，吸收速率主要取決于氣相傳質(zhì)速率。（√）6.離心泵的揚(yáng)程與流量無關(guān)，只與泵的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速有關(guān)。（×）7.催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)。（√）8.萃取操作中，萃取劑的用量越多，萃取效果越好。（×）9.熱傳導(dǎo)是指物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。（√）10.對(duì)于可逆反應(yīng)，升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小。（×）11.板式塔的效率總是低于填料塔的效率。（×）12.吸收塔的吸收劑用量越小，吸收效果越好。（×）13.離心泵啟動(dòng)時(shí)，必須先關(guān)閉出口閥，否則會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象。（×）14.精餾操作中，回流比越大，塔頂產(chǎn)品的純度越高。（√）15.化學(xué)平衡常數(shù)$K$越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。（√）16.萃取劑的選擇性系數(shù)$\beta$等于1時(shí)，不能用萃取的方法分離混合物。（√）17.熱交換器的傳熱速率與傳熱面積、傳熱溫差和傳熱系數(shù)成正比。（√）18.一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的初始濃度無關(guān)。（√）19.吸收塔的計(jì)算中，物料衡算和熱量衡算可以獨(dú)立進(jìn)行，不需要相互關(guān)聯(lián)。（×）20.化工生產(chǎn)中，只要采取了安全措施，就不會(huì)發(fā)生安全事故。（×）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)過程的特點(diǎn)?；どa(chǎn)過程具有以下特點(diǎn)：-生產(chǎn)過程復(fù)雜：涉及多種化學(xué)反應(yīng)、物理過程和單元操作，工藝流程長(zhǎng)且復(fù)雜。-原料和產(chǎn)品多樣化：原料來源廣泛，產(chǎn)品種類繁多，包括各種化學(xué)品、材料等。-高溫、高壓、易燃、易爆、有毒有害：許多化工生產(chǎn)過程需要在高溫、高壓條件下進(jìn)行，同時(shí)使用的原料和產(chǎn)品大多具有易燃、易爆、有毒有害的性質(zhì)，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。-連續(xù)性強(qiáng)：為了提高生產(chǎn)效率和降低成本，化工生產(chǎn)通常采用連續(xù)化生產(chǎn)方式，設(shè)備和裝置需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。-自動(dòng)化程度高：隨著科技的發(fā)展，化工生產(chǎn)越來越多地采用自動(dòng)化控制技術(shù)，以提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和安全性。-對(duì)環(huán)境影響大：化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水和廢渣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此需要采取有效的環(huán)保措施。2.說明影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素主要有以下幾個(gè)方面：-濃度：在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快；反之，減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減慢。-溫度：升高溫度，分子的平均能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快；一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常增大2-4倍。-壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，氣體體積減小，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。但對(duì)于固體或液體反應(yīng)物，壓強(qiáng)的影響可以忽略不計(jì)。-催化劑：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使更多的分子成為活化分子，有效碰撞次數(shù)顯著增加，從而大大加快反應(yīng)速率。催化劑具有選擇性，不同的反應(yīng)需要不同的催化劑。-其他因素：如反應(yīng)物的接觸面積、光、電磁波、超聲波等也會(huì)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快。3.簡(jiǎn)述精餾塔的操作原理。精餾塔的操作原理是基于混合液中各組分揮發(fā)度的差異，通過多次部分汽化和部分冷凝，使混合液得到分離。具體過程如下：-原料液進(jìn)入精餾塔后，在塔內(nèi)逐板流動(dòng)。塔底加熱使液體部分汽化，產(chǎn)生上升的蒸氣；塔頂冷凝使蒸氣部分冷凝，產(chǎn)生回流液。-上升的蒸氣與下降的液體在塔板上充分接觸，進(jìn)行熱量和質(zhì)量交換。易揮發(fā)組分從液相轉(zhuǎn)移到氣相，難揮發(fā)組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相。-經(jīng)過多次這樣的部分汽化和部分冷凝過程，上升蒸氣中易揮發(fā)組分的含量不斷增加，最終在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分產(chǎn)品；下降液體中難揮發(fā)組分的含量不斷增加，最終在塔底得到較純的難揮發(fā)組分產(chǎn)品。-為了維持精餾塔的正常操作，需要保證塔頂有足夠的液相回流和塔底有足夠的上升蒸氣?；亓鞅仁蔷s操作的一個(gè)重要參數(shù)，它影響著精餾塔的分離效果和能耗。4.分析吸收過程的影響因素。吸收過程的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：-氣相組成和流量：氣相中溶質(zhì)的初始組成越高，吸收的推動(dòng)力越大，吸收速率越快。氣相流量增大，氣液接觸面積增大，但同時(shí)也會(huì)使氣液接觸時(shí)間縮短，對(duì)吸收效果有一定影響。-液相組成和流量：液相中溶質(zhì)的初始組成越低，吸收的推動(dòng)力越大。增加液相流量，可以增大液相傳質(zhì)系數(shù)，提高吸收速率，但會(huì)增加能耗和設(shè)備投資。-溫度：溫度降低，氣體在液體中的溶解度增大，吸收的推動(dòng)力增大，有利于吸收；但溫度過低會(huì)增加冷卻成本。同時(shí)，溫度也會(huì)影響傳質(zhì)系數(shù)，一般溫度升高，傳質(zhì)系數(shù)增大。-壓強(qiáng)：增大壓強(qiáng)，氣體在液體中的溶解度增大，吸收的推動(dòng)力增大，有利于吸收；但壓強(qiáng)增大需要增加設(shè)備的耐壓能力，投資和操作成本增加。-吸收劑的性質(zhì)：吸收劑對(duì)溶質(zhì)的溶解度要大，選擇性要好，化學(xué)穩(wěn)定性要高，粘度要低，沸點(diǎn)要適當(dāng)，價(jià)格要便宜且來源廣泛。-氣液接觸方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)：氣液接觸方式（如逆流、并流等）和設(shè)備結(jié)構(gòu)（如填料塔、板式塔等）會(huì)影響氣液接觸面積、傳質(zhì)系數(shù)和停留時(shí)間等，從而影響吸收效果。5.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理和主要性能參數(shù)。離心泵的工作原理：離心泵啟動(dòng)前，泵殼和吸入管路內(nèi)必須充滿液體。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)，液體在離心力的作用下從葉輪中心被甩向葉輪外緣，獲得了能量，以較高的速度流入泵殼。在泵殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，然后從排出管排出。同時(shí)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，在大氣壓的作用下，液體不斷地從吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了液體的連續(xù)輸送。離心泵的主要性能參數(shù)有：-流量$Q$：指單位時(shí)間內(nèi)離心泵輸送液體的體積，單位為$m^{3}/s$、$m^{3}/h$等。-揚(yáng)程$H$：指單位重量液體通過泵所獲得的能量，單位為$m$。-功率$P$：包括軸功率和有效功率。軸功率是指原動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率；有效功率是指液體從泵中實(shí)際獲得的功率。-效率$\eta$：是指有效功率與軸功率之比，反映了泵在能量轉(zhuǎn)換過程中的效率。-轉(zhuǎn)速$n$：指離心泵葉輪的旋轉(zhuǎn)速度，單位為$r/min$。轉(zhuǎn)速對(duì)泵的流量、揚(yáng)程和功率都有影響。五、計(jì)算題1.在一定溫度下，將$2molA$和$1molB$放入容積為$2L$的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)$2A(g)+B(g)\rightleftharpoons2C(g)$。經(jīng)過$2min$達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得$C$的濃度為$0.3mol/L$。求：-（1）用$A$表示的反應(yīng)速率；-（2）$B$的轉(zhuǎn)化率；-（3）該溫度下的平衡常數(shù)$K$。解：-（1）根據(jù)反應(yīng)方程式，生成$C$的物質(zhì)的量$n(C)=0.3mol/L\times2L=0.6mol$。由化學(xué)計(jì)量關(guān)系可知，消耗$A$的物質(zhì)的量$n(A)=n(C)=0.6mol$。則用$A$表示的反應(yīng)速率$v(A)=\frac{\Deltac(A)}{\Deltat}=\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{2min}=0.15mol/(L\cdotmin)$。-（2）消耗$B$的物質(zhì)的量$n(B)=\frac{1}{2}n(C)=\frac{1}{2}\times0.6mol=0.3mol$。$B$的轉(zhuǎn)化率$\alpha(B)=\frac{0.3mol}{1mol}\times100\%=30\%$。-（3）平衡時(shí)，$c(A)=\frac{2mol-0.6mol}{2L}=0.7mol/L$，$c(B)=\frac{1mol-0.3mol}{2L}=0.35mol/L$，$c(C)=0.3mol/L$。該溫度下的平衡常數(shù)$K=\frac{c^{2}(C)}{c^{2}(A)\cdotc(B)}=\frac{0.3^{2}}{0.7^{2}\times0.35}\approx0.52$。2.某精餾塔分離某二元混合物，進(jìn)料量為$100kmol/h$，進(jìn)料組成$x_{F}=0.4$（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），要求塔頂產(chǎn)品組成$x_{D}=0.9$，塔底產(chǎn)品組成$x_{W}=0.1$。試求：-（1）塔頂產(chǎn)品量$D$和塔底產(chǎn)品量$W$；-（2）若回流比$R=2$，求塔頂回流液量$L$和上升蒸氣量$V$。解：-（1）根據(jù)物料衡算：總物料衡算：$F=D+W$易揮發(fā)組分物料衡算：$Fx_{F}=Dx_{D}+Wx_{W}$將$F=100kmol/h$，$x_{F}