2025化學(xué)工業(yè)流程試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，將正確選項(xiàng)的字母填在題后括號(hào)內(nèi)。每小題2分，共20分）1.在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)速率和選擇性，常常使用催化劑。下列關(guān)于催化劑的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)B.催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變D.使用催化劑可以改變反應(yīng)的途徑2.對(duì)于氣態(tài)反應(yīng)物參與的可逆反應(yīng)2A(g)?B(g)，在恒容密閉容器中達(dá)到平衡后，若升高溫度，平衡向正向移動(dòng)。下列判斷正確的是（）A.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.升高溫度，正逆反應(yīng)速率都減小D.平衡常數(shù)K不受溫度影響3.在分離混合物時(shí)，下列操作中，主要利用了物質(zhì)沸點(diǎn)差異的是（）A.萃取B.過濾C.蒸餾D.吸附4.某精煉石油的工藝流程中，利用原油中各組分沸點(diǎn)不同，通過分餾塔分離得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品。該過程涉及的主要單元操作是（）A.攪拌B.混合C.蒸餾D.溶解5.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，接觸室中SO?轉(zhuǎn)化為SO?的反應(yīng)是一個(gè)重要的放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)。為了提高SO?的產(chǎn)率，工業(yè)上通常采取的措施是（）A.低溫高壓B.高溫低壓C.低溫低壓D.高溫高壓6.氨合成反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)是一個(gè)放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)。為了提高氨的產(chǎn)率，工業(yè)上采用的方法是（）A.低溫低壓B.高溫高壓C.低溫高壓D.高溫低壓7.在化工生產(chǎn)中，為了防止設(shè)備腐蝕，常常需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行保溫。保溫的主要目的是（）A.提高生產(chǎn)效率B.減少熱量損失，節(jié)約能源C.降低設(shè)備成本D.改善操作環(huán)境8.下列關(guān)于純堿（Na?CO?）生產(chǎn)中侯氏制堿法的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.該法利用了氨和二氧化碳溶解度大的特點(diǎn)B.主要原料是食鹽、氨和二氧化碳C.產(chǎn)物是純堿和氯化銨D.該法沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生9.在化工流程中，泵通常用于（）A.加熱物料B.冷卻物料C.輸送物料D.分離物料10.評(píng)價(jià)一個(gè)化工流程的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，通常需要考慮的因素不包括（）A.產(chǎn)品產(chǎn)率B.能源消耗C.設(shè)備投資D.操作人員素質(zhì)二、填空題（將正確答案填在橫線上。每空2分，共20分）1.合成氨工業(yè)中，將氮?dú)夂蜌錃獍?:3的體積比混合，主要是為了__________。2.在硫酸生產(chǎn)中，SO?氧化為SO?的反應(yīng)通常在V?O?催化劑存在下進(jìn)行，該催化劑的作用是__________。3.蒸餾操作中，溫度較高的部分稱為__________，溫度較低的部分稱為__________。4.為了提高反應(yīng)速率，在合成氨工業(yè)中，通常將N?和H?混合氣加壓，其主要依據(jù)是__________。5.純堿工業(yè)（索爾維法）中，母液中主要的雜質(zhì)是__________。6.在化工生產(chǎn)中，為了安全起見，對(duì)于可燃性氣體，通常需要檢測(cè)其__________濃度。7.物料衡算的基本依據(jù)是__________定律。8.熱量衡算的基本依據(jù)是__________定律。9.在化工流程圖中，方框通常表示__________，箭頭表示物料的__________方向。10.乙烯水化制乙醇的反應(yīng)是__________（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述工業(yè)上提高可逆反應(yīng)平衡產(chǎn)率的主要方法。2.簡(jiǎn)述蒸餾操作的基本原理及其主要應(yīng)用。3.簡(jiǎn)述硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為什么接觸室需要維持高溫高壓條件？四、計(jì)算題（共15分）在1.0MPa和500℃的條件下，將100mol氮?dú)馀c300mol氫氣混合，發(fā)生如下反應(yīng)：N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)。該反應(yīng)在500℃時(shí)的平衡常數(shù)K=1.6×10?3。假設(shè)反應(yīng)前后氣體體積保持不變（該假設(shè)在高溫下不完全準(zhǔn)確，但為簡(jiǎn)化計(jì)算而采用），試計(jì)算該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中氨的摩爾分?jǐn)?shù)和平衡轉(zhuǎn)化率。（反應(yīng)開始時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)只有N?和H?）五、論述題（10分）簡(jiǎn)述在化工生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)中，如何綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保這三個(gè)方面的因素？試卷答案一、選擇題1.A2.A3.C4.C5.A6.C7.B8.D9.C10.D二、填空題1.最大化SO?的生成速率2.加快SO?氧化為SO?的速率3.蒸餾液（或餾出液）；餾殘液（或剩余液）4.增大反應(yīng)物濃度（或分壓），根據(jù)勒夏特列原理，平衡向正向移動(dòng)5.氯化銨6.爆炸下限（或爆炸極限）7.守恒8.守恒9.設(shè)備；流動(dòng)10.放熱三、簡(jiǎn)答題1.采取有利于平衡向正向移動(dòng)的措施：根據(jù)勒夏特列原理，降低溫度（正反應(yīng)放熱）、增大壓力（體積減?。?、及時(shí)移走產(chǎn)物（或分離出產(chǎn)物）。2.基本原理：利用液體混合物中各組分沸點(diǎn)的差異，通過加熱使液體部分氣化，然后冷凝氣相，從而達(dá)到分離目的。主要應(yīng)用：分離沸點(diǎn)不同的液體混合物，如原油分餾、酒精提純等。3.高溫：有利于提高SO?的轉(zhuǎn)化率（根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度平衡向吸熱逆向移動(dòng)，但高溫下催化劑活性最高，正反應(yīng)速率大大增加，實(shí)際生產(chǎn)中是速率和平衡的綜合結(jié)果，通常選擇一個(gè)適宜的溫度）；高壓：有利于提高SO?的轉(zhuǎn)化率（根據(jù)勒夏特列原理，增大壓力平衡向體積減小方向移動(dòng)），但高壓會(huì)增加設(shè)備投資和能量消耗，因此選擇一個(gè)適宜的壓力。四、計(jì)算題解：設(shè)平衡時(shí)生成xmolNH?。N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)開始（mol）：1003000變化（mol）：x/23x/2x平衡（mol）：100-x/2300-3x/2x總摩爾數(shù)=(100-x/2)+(300-3x/2)+x=400-2x氨的摩爾分?jǐn)?shù)y_NH3=x/(400-2x)平衡常數(shù)表達(dá)式K=[NH?]2/[(N?)*(H?)3]K=[x/(400-2x)]2/[((100-x/2)/(400-2x))*((300-3x/2)/(400-2x))3]K=x2/[(100-x/2)*(300-3x/2)3]代入K=1.6×10?3：x2/[(100-x/2)*(300-3x/2)3]=1.6×10?3x2/[(100-x/2)*(300-3x/2)3]≈x2/[100*(300)3]（近似，因x很?。﹛2/(100*27000000)=1.6×10?3x2=1.6×10?3*100*27000000x2=4.32×10?x=√(4.32×10?)≈6.57×103mol氨的摩爾分?jǐn)?shù)y_NH3=x/(400-2x)≈6.57×103/400≈0.0164氨的摩爾分?jǐn)?shù)約為1.64%。平衡轉(zhuǎn)化率（以N?計(jì)）=(消耗的N?摩爾/開始的N?摩爾)×100%=(x/2/100)×100%=(6.57×103/2/100)×100%≈3.28%答：平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)約為1.64%，平衡轉(zhuǎn)化率（以N?計(jì)）約為3.28%。五、論述題在化工生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)中，安全是首要考慮因素，必須采取各種措施防止事故發(fā)生，保障人員、設(shè)備和環(huán)境的安全。經(jīng)濟(jì)性是重要的驅(qū)動(dòng)力，需要在滿足生產(chǎn)和安全的前提下，盡可能降低投資成本和運(yùn)行成本（如