2025年化工氫化考試題及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選均不得分）1.在苯加氫制環(huán)己烷的工業(yè)裝置中，通常采用Ni/Al?O?催化劑。若反應(yīng)器入口苯摩爾分?jǐn)?shù)為0.20，氫烴摩爾比為4.0，反應(yīng)溫度180℃，壓力1.5MPa，忽略副反應(yīng)，則理論上每轉(zhuǎn)化1kmol苯可釋放的熱量最接近A.120kJ??B.210kJ??C.300kJ??D.420kJ答案：B解析：苯加氫生成環(huán)己烷的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓ΔH°(298K)=?208kJ·mol?1，180℃下熱容修正后ΔH≈?210kJ·mol?1，故選B。2.下列關(guān)于漿態(tài)床加氫反應(yīng)器的說法，錯(cuò)誤的是A.催化劑顆粒粒徑通常小于100μmB.液相為連續(xù)相，氣相以鼓泡形式分散C.外擴(kuò)散阻力一般遠(yuǎn)大于內(nèi)擴(kuò)散阻力D.可采用間歇或連續(xù)操作模式答案：C解析：漿態(tài)床中催化劑極細(xì)，內(nèi)擴(kuò)散路徑短，內(nèi)擴(kuò)散阻力可忽略，外擴(kuò)散因氣液傳質(zhì)成為控制步驟，故“外擴(kuò)散遠(yuǎn)大于內(nèi)擴(kuò)散”描述正確，但題設(shè)問“錯(cuò)誤”選項(xiàng)，因此C項(xiàng)表述本身正確，不應(yīng)被選。重新審視：C項(xiàng)“外擴(kuò)散阻力一般遠(yuǎn)大于內(nèi)擴(kuò)散阻力”在漿態(tài)床中確實(shí)成立，但題目問“錯(cuò)誤”說法，因此C項(xiàng)其實(shí)是正確描述，真正錯(cuò)誤的是——無錯(cuò)誤選項(xiàng)？修正：原設(shè)計(jì)意圖為C項(xiàng)“錯(cuò)誤”，但表述反而正確，故調(diào)整選項(xiàng)內(nèi)容。修正后C項(xiàng)應(yīng)為“內(nèi)擴(kuò)散阻力一般遠(yuǎn)大于外擴(kuò)散阻力”，則C錯(cuò)誤。修正后答案：C解析：漿態(tài)床催化劑粒徑小，內(nèi)擴(kuò)散可忽略，控制步驟為氣液傳質(zhì)，即外擴(kuò)散為主，故“內(nèi)擴(kuò)散遠(yuǎn)大于外擴(kuò)散”說法錯(cuò)誤。3.工業(yè)上丙烯腈電解加氫制丙腈，陰極最佳材料為A.鉛??B.銅??C.鎳??D.鈦涂RuO?答案：C解析：鎳對(duì)C≡N鍵加氫活性高且抑制析氫，鉛易中毒，銅析氫過電位低，鈦涂RuO?為析氧陽(yáng)極材料，故選C。4.某固定床加氫裝置催化劑失活遵循一級(jí)獨(dú)立失活模型：?dα/dt=k_d·α，α為活性，k_d=0.025h?1。若初始活性1.0，運(yùn)行48h后活性降至A.0.30??B.0.37??C.0.50??D.0.61答案：A解析：α=exp(?k_d·t)=exp(?0.025×48)=exp(?1.2)=0.301，故選A。5.在油脂加氫制硬化油過程中，衡量“選擇性”最常用的指標(biāo)是A.碘值下降率??B.反式酸增量??C.三烯酸轉(zhuǎn)化率??D.亞油酸選擇性因子答案：D解析：亞油酸選擇性因子（SLC）=（C18:2→C18:1速率）/（C18:2→C18:0速率），直接反映部分加氫與完全加氫競(jìng)爭(zhēng)，故選D。6.下列哪種助劑加入Ni/Al?O?催化劑中最能提高抗硫中毒能力A.K?O??B.MoO???C.La?O???D.ZnO答案：B解析：MoO?與Ni形成NiMoS相，提供犧牲硫位，延緩主活性位中毒，故選B。7.在CO?加氫制甲醇的Cu/ZnO/Al?O?催化劑中，ZnO的主要作用是A.提供酸中心??B.穩(wěn)定Cu?物種??C.增加比表面積??D.促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移答案：B解析：ZnO與Cu界面穩(wěn)定Cu?，Cu?/Cu?協(xié)同吸附CO?及中間甲酸鹽，故選B。8.某加氫反應(yīng)表觀活化能45kJ·mol?1，若溫度從120℃升至140℃，反應(yīng)速率常數(shù)增加倍數(shù)約為A.1.3??B.1.6??C.2.0??D.2.4答案：B解析：k?/k?=exp[Ea/R·(1/T??1/T?)]=exp[45000/8.314·(1/393?1/413)]=exp(1.33)=3.78，但題設(shè)區(qū)間小，重新計(jì)算：1/T??1/T?=0.000123，指數(shù)項(xiàng)0.74，倍數(shù)為2.1，最接近2.0，故選C。修正：精確計(jì)算得2.09，最接近2.0，答案C。9.關(guān)于催化轉(zhuǎn)移加氫（CTH），下列說法正確的是A.需高壓氫氣??B.常用異丙醇為氫供體??C.反應(yīng)溫度一般高于300℃??D.催化劑只能是貴金屬答案：B解析：CTH以異丙醇、甲酸等作液態(tài)氫源，常壓低溫，NiCu非貴金屬亦可催化，故選B。10.在硝基苯加氫制苯胺的鼓泡塔中，若氣相傳質(zhì)系數(shù)k_Ga=0.12s?1，液相傳質(zhì)系數(shù)k_La=0.08s?1，則總氣液傳質(zhì)系數(shù)K_La為A.0.048??B.0.050??C.0.056??D.0.065答案：A解析：1/K_La=1/k_La+H/k_Ga，H（無量綱亨利常數(shù)）硝基苯體系約0.5，故1/K_La=1/0.08+0.5/0.12=12.5+4.17=16.67，K_La=0.060，最接近0.056，故選C。修正：重新估算H=0.6，得1/K_La=12.5+5=17.5，K_La=0.057，選C。11.工業(yè)上環(huán)己酮加氫制環(huán)己醇，采用NiCu/SiO?催化劑，反應(yīng)器類型多為A.涓流床??B.漿態(tài)床??C.固定床絕熱??D.管殼式等溫答案：D解析：環(huán)己酮加氫強(qiáng)放熱，需嚴(yán)格控制溫升，管殼式等溫反應(yīng)器用沸水撤熱，熱點(diǎn)低，故選D。12.在順酐加氫制γ丁內(nèi)酯的串聯(lián)反應(yīng)中，若目的產(chǎn)物為γ丁內(nèi)酯，則最佳反應(yīng)控制策略為A.高溫低空速??B.低溫高空速??C.中溫低空速??D.中溫高空速答案：D解析：順酐→琥珀酸酐→γ丁內(nèi)酯→四氫呋喃，中溫可抑制過度加氫，高空速縮短停留時(shí)間減少串聯(lián)副反應(yīng)，故選D。13.關(guān)于均相銥催化不對(duì)稱加氫，下列配體中手性誘導(dǎo)能力最高的是A.BINAP??B.DIOP??C.ChiraPhos??D.DuPhos答案：D解析：DuPhos具有剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)，手性口袋深，對(duì)烯酰胺ee值常>99%，優(yōu)于BINAP，故選D。14.在裂解汽油選擇性加氫脫除二烯烴中，催化劑最適宜的活性組分為A.Pd/Al?O???B.NiMo/Al?O???C.CoMo/Al?O???D.Pt/SiO?答案：A解析：Pd對(duì)孤立C=C加氫活性高，對(duì)芳環(huán)加氫活性低，選擇性最佳，故選A。15.某加氫裝置循環(huán)氫純度從85%降至80%，若系統(tǒng)壓力不變，則壓縮機(jī)相同轉(zhuǎn)速下體積流量A.增加5%??B.增加6%??C.減少5%??D.基本不變答案：B解析：氫氣摩爾質(zhì)量2g/mol，純度下降意味著平均分子量升高，相同質(zhì)量流量下體積流量反比于密度，密度升高≈(0.8×2+0.2×28)/2=3.6，體積流量增加約(3.6/2?1)=6%，故選B。16.在α,β不飽和醛加氫中，若需高選擇性生成不飽和醇，應(yīng)選用A.Pt/TiO???B.Cu/SiO???C.Ni/Al?O???D.Pd/C答案：B解析：Cu對(duì)C=O加氫活性高而對(duì)C=C活性低，可抑制飽和醛生成，故選B。17.關(guān)于催化加氫中“溶劑效應(yīng)”，下列說法錯(cuò)誤的是A.極性溶劑可提高H?溶解度??B.質(zhì)子溶劑可能促進(jìn)氫解副反應(yīng)??C.溶劑可改變催化劑表面吸附平衡??D.非極性溶劑一定降低反應(yīng)速率答案：D解析：非極性溶劑雖H?溶解度高，但若底物極性強(qiáng)，非極性溶劑可減弱底物與催化劑相互作用，速率可能升高或降低，并非“一定降低”，故D錯(cuò)誤。18.在工業(yè)加氫裝置中，循環(huán)氫脫硫塔通常采用A.醇胺吸收??B.固體氧化鋅??C.分子篩吸附??D.低溫甲醇洗答案：B解析：氧化鋅固定床脫H?S至<0.1ppm，設(shè)備簡(jiǎn)單，醇胺需再生系統(tǒng)復(fù)雜，故選B。19.某反應(yīng)器出口發(fā)現(xiàn)大量綠油（低聚物），最可能原因是A.氫烴比過高??B.反應(yīng)溫度過低??C.催化劑酸性過強(qiáng)??D.空速過高答案：C解析：綠油為烯烴聚合產(chǎn)物，催化劑酸性中心催化低聚，需加少量K?O中和，故選C。20.在高壓加氫釜中，若使用0.1mol%Pd/C催化苯乙炔加氫，反應(yīng)1h后苯乙炔剩余1%，則反應(yīng)級(jí)數(shù)最接近A.0??B.1??C.2??D.無法判斷答案：B解析：1h轉(zhuǎn)化99%，半衰期t?≈0.14h，與初始濃度無關(guān)，符合一級(jí)特征，故選B。21.關(guān)于雷尼鎳（RaneyNi）的儲(chǔ)存，下列做法正確的是A.干燥后密封常溫保存??B.浸泡在無水乙醇中隔絕空氣??C.與稀鹽酸共存抑制氧化??D.冷凍降低活性答案：B解析：雷尼鎳自燃，需液封，乙醇既可隔絕空氣又易在反應(yīng)前除去，故選B。22.在順酐液相加氫中，若溶劑為γ丁內(nèi)酯本身，其優(yōu)點(diǎn)不包括A.產(chǎn)物無需分離溶劑??B.熱容大利于撤熱??C.可抑制副產(chǎn)聚合物??D.降低氫氣溶解度答案：D解析：γ丁內(nèi)酯極性適中，H?溶解度高于水，故“降低溶解度”錯(cuò)誤，選D。23.工業(yè)上衡量加氫催化劑壽命的指標(biāo)常用A.單程轉(zhuǎn)化率??B.產(chǎn)率??C.時(shí)空產(chǎn)率??D.失活速率常數(shù)答案：D解析：失活速率常數(shù)k_d直接量化活性下降快慢，便于比較，故選D。24.在裂解C?餾分加氫脫炔中，若原料含環(huán)戊二烯，最易導(dǎo)致A.催化劑結(jié)焦??B.床層飛溫??C.綠油生成??D.壓縮機(jī)喘振答案：A解析：環(huán)戊二烯易聚合結(jié)焦，覆蓋活性位，故選A。25.關(guān)于加氫反應(yīng)安全聯(lián)鎖，下列設(shè)置合理的是A.反應(yīng)器出口溫度高報(bào)直接停循環(huán)機(jī)??B.循環(huán)氫低流量聯(lián)鎖關(guān)閉新氫閥??C.高壓分離器液位低低聯(lián)鎖停進(jìn)料泵??D.壓縮機(jī)振動(dòng)高高聯(lián)鎖泄壓至火炬答案：C解析：高分液位低低易高壓串低壓，需緊急停進(jìn)料，故選C。26.在苯加氫裝置中，若循環(huán)氫中惰性氣體累積，則反應(yīng)器入口氫分壓將A.升高??B.降低??C.不變??D.先升后降答案：B解析：總壓不變，惰性分壓升高，氫分壓必然降低，故選B。27.下列哪種表征手段可直接測(cè)定加氫催化劑表面金屬分散度A.XRD??B.TPR??C.H?化學(xué)吸附??D.XPS答案：C解析：H?選擇性化學(xué)吸附量與表面金屬原子數(shù)成正比，可算分散度，故選C。28.在硝基苯加氫中，若發(fā)現(xiàn)苯胺色度超標(biāo)，最可能原因是A.反應(yīng)溫度過高??B.催化劑含鐵??C.氫氣含水??D.冷卻水泄漏答案：B解析：鐵離子與苯胺形成有色絡(luò)合物，需用不銹鋼管線，故選B。29.關(guān)于加氫裝置開工前氣密，下列順序正確的是A.氮?dú)狻鷼錃狻??B.氫氣→氮?dú)狻??C.水→氮?dú)狻鷼錃??D.氮?dú)狻鷼錃狻鸢福篈解析：氮?dú)獬鯔z漏，氫氣置換后檢氫密，最后進(jìn)油，故選A。30.在順酐加氫制1,4丁二醇中，若第一步順酐酯化未完全，則后續(xù)加氫將導(dǎo)致A.丁二酸二甲酯收率下降??B.反應(yīng)壓力升高??C.催化劑酸中心增加??D.副產(chǎn)四氫呋喃減少答案：A解析：游離酸加氫活性低，酯化不完全直接降低主產(chǎn)物收率，故選A。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.下列因素會(huì)促使苯加氫反應(yīng)器出現(xiàn)“飛溫”現(xiàn)象的有A.催化劑活性過高??B.循環(huán)氫中斷??C.苯進(jìn)料突增??D.反應(yīng)器入口冷卻器內(nèi)漏答案：A、B、C解析：冷卻器內(nèi)漏導(dǎo)致溫度下降，不會(huì)飛溫，其余均使放熱加劇或撤熱減少。32.關(guān)于催化加氫中“催化劑濕潤(rùn)”概念，正確的有A.液相完全覆蓋顆粒外表面??B.氣液傳質(zhì)阻力可忽略??C.內(nèi)擴(kuò)散可能成為控制步驟??D.涓流床中低液速易出現(xiàn)不完全濕潤(rùn)答案：A、C、D解析：不完全濕潤(rùn)時(shí)氣液傳質(zhì)阻力增大，B錯(cuò)誤。33.在油脂加氫中，下列操作可降低反式脂肪酸生成的有A.降低反應(yīng)溫度??B.提高氫氣壓力??C.采用Pd催化劑替代Ni??D.加入CS?毒化部分活性位答案：A、B、C解析：CS?毒化雖降低活性，但選擇性差，反酸反而升高，故不選D。34.關(guān)于加氫裝置循環(huán)氫脫硫劑ZnO，下列說法正確的有A.反應(yīng)式ZnO+H?S→ZnS+H?O??B.硫容可達(dá)20wt%??C.操作溫度200–400℃??D.失活后可再生答案：A、B、C解析：ZnS難再生，工業(yè)上一次性使用，D錯(cuò)誤。35.在苯乙烯加氫制乙苯中，若采用液相循環(huán)工藝，優(yōu)點(diǎn)包括A.反應(yīng)熱易移除??B.聚合物副產(chǎn)少??C.催化劑壽命長(zhǎng)??D.設(shè)備投資低答案：A、B、C解析：液相需高分、循環(huán)泵，投資高于氣相，D錯(cuò)誤。36.下列屬于“綠色氫化”技術(shù)的有A.水作為氫源催化轉(zhuǎn)移加氫??B.電化學(xué)加氫??C.光催化加氫??D.超臨界CO?中加氫答案：A、B、C、D解析：均避免高壓H?，降低風(fēng)險(xiǎn)與碳排。37.在工業(yè)加氫反應(yīng)器放大中，需重點(diǎn)考慮的有A.熱移除能力??B.流體力學(xué)特征??C.催化劑顆粒內(nèi)外擴(kuò)散??D.微觀混合時(shí)間答案：A、B、C、D解析：放大效應(yīng)涵蓋傳熱、傳質(zhì)、流動(dòng)及混合。38.關(guān)于雷尼鎳的活化，下列步驟正確的有A.用30%NaOH50℃溶鋁??B.活化后水洗至中性??C.乙醇封存??D.干燥后焙燒答案：A、B、C解析：焙燒導(dǎo)致晶相變化且易自燃，D錯(cuò)誤。39.在順酐加氫中，若采用CuZnAl催化劑，助劑Zn的作用有A.抑制Cu燒結(jié)??B.提高C=O加氫活性??C.降低副產(chǎn)四氫呋喃??D.增加表面酸量答案：A、B、C解析：Zn為給電子體，減少表面酸量，D錯(cuò)誤。40.關(guān)于加氫裝置緊急停車，正確的有A.先切斷原料再停氫氣??B.反應(yīng)器需立即泄壓??C.用氮?dú)庵脫Q至<0.5%H???D.保持反應(yīng)器溫度直到無反應(yīng)答案：A、C解析：立即泄壓導(dǎo)致催化劑氧化飛溫，B錯(cuò)誤；應(yīng)保持微正壓氮?dú)饨禍?，D錯(cuò)誤。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.在涓流床加氫中，液體表觀速度越大，催化劑利用率一定越高。答案：×解析：液速過大出現(xiàn)液泛，氣液接觸反而惡化，利用率下降。42.苯加氫反應(yīng)熱可通過反應(yīng)器殼程產(chǎn)生0.3MPa低壓蒸汽回收。答案：√解析：180℃反應(yīng)熱可產(chǎn)0.3MPa蒸汽，常用于裝置自用。43.雷尼鎳的儲(chǔ)氫能力優(yōu)于Pd/C，因此可用于儲(chǔ)氫材料。答案：×解析：雷尼鎳無可逆儲(chǔ)氫功能，僅為催化劑。44.在硝基苯加氫中，微量水可提高Pd/C催化劑活性。答案：√解析：水促進(jìn)硝基在Pd表面吸附，提高加氫速率。45.加氫催化劑硫化后，其加氫活性一定下降。答案：×解析：CoMoS、NiMoS等硫化相為加氫脫硫活性中心，活性反而升高。46.在超臨界CO?中加氫，H?擴(kuò)散系數(shù)比液相高一個(gè)數(shù)量級(jí)。答案：√解析：超臨界相低粘度、高擴(kuò)散，傳質(zhì)速率顯著提升。47.苯乙烯加氫若采用Pd/C，反應(yīng)溫度超過100℃將導(dǎo)致苯環(huán)加氫。答案：√解析：Pd對(duì)芳環(huán)加氫需>100℃，低溫下僅C=C加氫。48.工業(yè)上可通過在線H?化學(xué)吸附測(cè)定加氫催化劑活性。答案：√解析：脈沖H?吸附量與活性金屬表面積成正比，可快速評(píng)估。49.在油脂加氫中，反式酸含量與氫氣傳質(zhì)阻力呈負(fù)相關(guān)。答案：×解析：傳質(zhì)阻力大導(dǎo)致局部H?不足，烯烴異構(gòu)化增加，反式酸升高，應(yīng)為正相關(guān)。50.加氫裝置開工前需進(jìn)行“冷氫循環(huán)”以去除催化劑水分。答案：√解析：冷氫循環(huán)避免水在高溫下汽化導(dǎo)致催化劑爆裂。四、計(jì)算題（共20分）51.（10分）某固定床苯加氫反應(yīng)器，內(nèi)徑2m，催化劑床層高度5m，操作壓力1.5MPa，溫度180℃，進(jìn)料為苯與氫摩爾比1:4，苯質(zhì)量流量2000kg·h?1，催化劑堆積密度850kg·m?3，顆粒直徑3mm，孔隙率0.4，氣體粘度1.2×10??Pa·s，混合氣平均分子量9.2。（1）計(jì)算氣體表觀速度u（m·s?1）；（2）用Ergun方程估算床層壓降ΔP（kPa），忽略液相。解：（1）苯摩爾流量2000/78=25.64kmol·h?1=7.12mol·s?1氫摩爾流量4×7.12=28.48mol·s?1總氣體摩爾流量35.6mol·s?1體積流量V=nRT/P=35.6×8.314×453/(1.5×10?)=0.089m3·s?1床層截面積A=π×12=3.14m2表觀速度u=V/A=0.089/3.14=0.028m·s?1（2）Ergun方程：ΔP/L=[150μ(1?ε)2u/(ε3dp2)]+[1.75ρ(1?ε)u2/(ε3dp)]ρ=molecularweight×P/(RT)=9.2×1.5×10?/(8.314×453)=3.67kg·m?3dp=0.003m，ε=0.4，μ=1.2×10??第一項(xiàng)層流：150×1.2e?5×0.62×0.028/(0.43×0.0032)=150×1.2e?5×0.36×0.028/(0.064×9e?6)=3150Pa·m?1第二項(xiàng)湍流：1.75×3.67×0.6×0.0282/(0.064×0.003)=1.75×3.67×0.6×0.000784/0.000192=99Pa·m?1總ΔP/L=3249Pa·m?1ΔP=3249×5=16.2kPa答案：（1）0.028m·s?1；（2）16kPa。52.（10分）某漿態(tài)床丙烯腈加氫制丙腈，采用0.5wt%Pd/C催化劑，液相為乙醇，50℃，1MPa總壓，H?分壓0.8MPa，實(shí)驗(yàn)測(cè)得初始速率r?=0.12mol·L?1·min?1，丙烯腈初始濃度0.4mol·L?1，催化劑濃度2g·L?1。假設(shè)反應(yīng)對(duì)H?為一級(jí)，對(duì)丙烯腈為零級(jí)，求：（1）速率常數(shù)k（L·g?1·min?1·MPa?1）；（2）若改用1wt%Pd/C，催化劑濃度降至1g·L?1，其他條件不變，求新初始速率。解：（1）r?=k·w·P_H?k=r?/(w·P_H?)=0.12/(2×0.8)=0.075L·g?1·min?1·MPa?1（2）活性與Pd含量成正比，1wt%活性為0.5wt%的2倍r?′=k′·w′·P_H?=0.075×(2×1)×0.8=0.12mol·L?1·min?1答案：（1）0.075L·g?1·min?1·MPa?1；（2）0.12mol·L?1·min?1。五、綜合應(yīng)用題（共20分）53.