2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——煤炭化學(xué)產(chǎn)物的分離與提純考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在分離沸點(diǎn)相近的二元混合液時(shí)，()相比簡(jiǎn)單蒸餾具有更高的分離效率。A.閃蒸B.精餾C.萃取D.吸附2.下列哪種分離方法主要利用物質(zhì)在兩相間不同的溶解度差異？A.蒸餾B.吸附C.萃取D.離心分離3.從煤焦油中提取酚類化合物，常用的方法是()。A.水蒸氣蒸餾B.閃蒸C.有機(jī)溶劑萃取D.直接結(jié)晶4.活性炭在煤氣凈化中主要起什么作用？()A.催化劑B.吸附劑C.催化分解劑D.燃料5.煤氣化過(guò)程中，為了脫除粗煤氣中的硫化氫（H?S），常采用()法。A.吸附B.萃取C.化學(xué)吸收D.蒸餾6.分子篩在煤化工產(chǎn)物分離中，主要利用其孔道大小實(shí)現(xiàn)對(duì)特定分子（如水、CO?）的()。A.萃取B.吸附C.蒸餾D.催化轉(zhuǎn)化7.煤熱解過(guò)程中，與熱解氣分離的主要目的是()。A.提高熱解溫度B.回收熱解焦油C.降低熱解爐出口溫度D.增加煤氣產(chǎn)量8.提高精餾塔的分離效率，通?？梢圆扇〉拇胧┦?)。A.降低回流比B.提高進(jìn)料濃度C.增加塔板數(shù)或填料層高度D.降低塔頂壓力9.在煤液化過(guò)程中，產(chǎn)物分離的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是分離()。A.水和煤氣B.合成油和水C.氫氣和二氧化碳D.煤焦油和煤氣10.評(píng)價(jià)一個(gè)分離過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，需要考慮的因素不包括()。A.投資成本B.操作成本C.產(chǎn)品純度D.環(huán)境影響二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.分離沸點(diǎn)相近的液體混合物，工業(yè)上常采用______方法。2.吸附分離過(guò)程通常包括吸附質(zhì)的______、______和脫附三個(gè)步驟。3.煤焦油是煤熱解（或干餾）的副產(chǎn)品，其主要組分包括酚類、萘系化合物、瀝青質(zhì)和______。4.在煤氣凈化中，脫除焦油通常采用______或文丘里洗滌器等方法。5.選擇分離方法時(shí)，需要考慮的因素有______、______、______和能耗等。6.水蒸氣蒸餾適用于分離______和水的混合物，或使______與固體混合物分離。7.精餾操作中，塔頂蒸氣經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝，塔底液體經(jīng)過(guò)再沸器汽化，這是維持塔內(nèi)______和______的基礎(chǔ)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述萃取法分離煤焦油中酚油和非酚油的基本原理。2.與吸附法相比，蒸餾法分離煤焦油組分的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？3.為什么在煤化工過(guò)程中需要對(duì)煤氣進(jìn)行凈化？簡(jiǎn)要說(shuō)明脫除焦油和脫除硫化氫的目的。4.簡(jiǎn)述變壓吸附（PSA）技術(shù)在煤化工產(chǎn)物分離中的應(yīng)用前景。四、計(jì)算題（共15分）某二元混合液，組成為x?=0.4（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），在常壓下泡點(diǎn)溫度為t_b=110℃。假設(shè)該混合物的相對(duì)揮發(fā)度α=1.5，試計(jì)算：（1）該混合液在泡點(diǎn)溫度下的平衡蒸氣組成為多少？（2）若將該混合液在恒壓下進(jìn)行簡(jiǎn)單蒸餾，塔頂采用全凝器，塔底產(chǎn)物組成為x?=0.1，求塔頂蒸氣組的組成（假設(shè)塔頂蒸氣處于平衡狀態(tài)）。五、論述題（10分）論述煤焦油提純過(guò)程中，選擇合適分離技術(shù)的依據(jù)有哪些？并說(shuō)明為什么實(shí)現(xiàn)煤焦油的清潔、高效利用對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.C6.B7.B8.C9.B10.D二、填空題1.精餾2.吸附、脫附3.煤氣4.文丘里洗滌器5.分離目的、操作條件、設(shè)備投資、操作成本6.油與水、高沸點(diǎn)固體7.氣液平衡、溫度梯度三、簡(jiǎn)答題1.萃取法利用煤焦油中酚油和非酚油在所選溶劑中溶解度的差異進(jìn)行分離。將煤焦油與選擇性溶劑混合，酚油（或其他目標(biāo)組分）傾向于溶解在溶劑中形成萃取相，而非酚油則主要留在萃余相中。通過(guò)分離萃取相和萃余相，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分的富集。2.優(yōu)點(diǎn)：蒸餾是物理分離方法，操作簡(jiǎn)單，可連續(xù)化生產(chǎn)，適用于分離大量組分。缺點(diǎn)：對(duì)于沸點(diǎn)相近的組分分離效率不高，可能需要多次蒸餾；能耗較高，尤其對(duì)于高沸點(diǎn)混合物；可能存在熱敏性物質(zhì)的分解風(fēng)險(xiǎn)。3.脫除焦油：防止焦油堵塞后續(xù)設(shè)備（如合成反應(yīng)器、管道），保證工藝流程的暢通，提高設(shè)備利用率和操作效率。脫除硫化氫：硫化氫具有腐蝕性，會(huì)損壞設(shè)備；是大氣污染物，需要達(dá)標(biāo)排放；在某些后續(xù)工藝（如費(fèi)托合成）中可能起到催化積碳作用，需要去除以維持反應(yīng)選擇性。4.變壓吸附（PSA）技術(shù)利用吸附劑在不同壓力下對(duì)氣體吸附容量的差異，通過(guò)周期性的變壓（升壓吸附、降壓解吸）實(shí)現(xiàn)氣體的分離與富集。在煤化工中，PSA技術(shù)可用于煤氣凈化（脫除CO?、H?S等），也可用于分離混合氣體（如分離氫氣、甲烷等），具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。四、計(jì)算題（1）根據(jù)相對(duì)揮發(fā)度定義：α=y?/x?=P??/P??=(P??/P?)/(P??/P?)=P?/P?在總壓P下，P?=α*x?*P=1.5*0.4*P=0.6PP?=P-P?=P-0.6P=0.4Py?=P?/P=0.6P/P=0.6答：平衡蒸氣組成為0.6。（2）塔頂蒸氣處于平衡狀態(tài)，y'?=α*x'_?x'_?=y'?/α=0.6/1.5=0.4答：塔頂蒸氣組的組成為0.4。五、論述題選擇合適分離技術(shù)的依據(jù)主要包括：①目標(biāo)產(chǎn)物的物理化學(xué)性質(zhì)（如沸點(diǎn)、溶解度、分子大小等）；②分離要求（如產(chǎn)品純度、回收率）；③原料處理量；④操作條件（溫度、壓力、溶劑選擇等）；⑤經(jīng)濟(jì)性（投資成本、操作成本、能耗