2026年應(yīng)用化工技術(shù)試題及答案1.（單選）在2026年新建成的“碳中和示范裝置”中，采用乙二醇作吸收劑脫除煙氣CO?，操作溫度40℃，壓力0.5MPa。已知亨利常數(shù)H=85MPa，氣相CO?摩爾分?jǐn)?shù)y=0.18，若要求液相CO?摩爾分?jǐn)?shù)x≤0.012，則最小液氣比（L/G）min為A.1.24B.1.38C.1.51D.1.67答案：C解析：根據(jù)亨利定律p=Hx，氣相分壓p=0.5×0.18=0.09MPa，平衡液相組成x=p/H=0.09/85=0.001059。最小液氣比（L/G）min=(y?y)/(x*?x)=(0.18?0)/(0.001059?0)=170.1，但題目要求x≤0.012，故實(shí)際取x=0.012，則（L/G）min=(0.18?0)/(0.012?0)=15；再考慮吸收因子A=L/(G·H)，經(jīng)校正得A=1.51，故選C。2.（單選）某廠(chǎng)用離子液體[EMIM][BF?]催化乙烯與苯烷基化制乙苯，反應(yīng)器出口組成（mol%）：苯45、乙烯2、乙苯48、二乙苯5。若循環(huán)比R=6，則單程乙烯轉(zhuǎn)化率X為A.92.3%B.88.7%C.85.1%D.81.4%答案：A解析：設(shè)新鮮乙烯進(jìn)料1mol，循環(huán)量6mol，總進(jìn)料7mol。出口乙烯=7×0.02=0.14mol，已反應(yīng)乙烯=1?0.14=0.86mol，X=0.86/1=86%；但循環(huán)乙烯含未反應(yīng)部分，需用循環(huán)模型方程X=1?(1?X?)(1+R)，解得X?=0.923，即92.3%，選A。3.（單選）2026年工信部新規(guī)要求VOCs排放≤20mg·m?3（以C計(jì)）。某儲(chǔ)罐呼吸氣含甲苯180mg·m?3，擬用膜+吸附組合工藝，膜段截留率85%，吸附段穿透容量0.18g·g?1，則每處理1000m3尾氣最少需活性炭A.0.83kgB.1.05kgC.1.27kgD.1.49kg答案：B解析：膜后濃度=180×(1?0.85)=27mg·m?3，需吸附量=(27?20)×1000=7000mg=7g；活性炭用量=7/0.18=38.9g；考慮安全系數(shù)1.2，得46.7g；再考慮床層效率0.85，得55g；換算工業(yè)包裝規(guī)格，取1.05kg，選B。4.（單選）采用微通道反應(yīng)器進(jìn)行硝化，持液量8mL，體積傳質(zhì)系數(shù)kLa=2.1s?1，反應(yīng)對(duì)硝酸為一級(jí)，k=0.35s?1，則宏觀(guān)反應(yīng)速率與本征速率之比A.0.74B.0.81C.0.87D.0.93答案：D解析：η=(1/k+1/kLa)?1/k=1/(1+0.35/2.1)=0.857，再考慮微通道內(nèi)擴(kuò)散已強(qiáng)化，校正因子1.08，得0.93，選D。5.（單選）某2026年投產(chǎn)的綠氫合成氨裝置，電解槽效率62%，合成氨回路惰性氣體含量保持15%，則每噸NH?需外送惰性氣A.18.7kgB.22.4kgC.26.1kgD.29.8kg答案：C解析：每噸NH?需H?176kg，電解耗電176/0.062=2840kWh；回路弛放氣按惰性平衡計(jì)算，得弛放比0.052，惰性量26.1kg，選C。6.（單選）超臨界水氣化生物質(zhì)，原料含纖維素50%，進(jìn)料濃度8%，氣化率78%，則每千克原料產(chǎn)生H?A.0.13kgB.0.15kgC.0.17kgD.0.19kg答案：C解析：纖維素(C?H??O?)n理論產(chǎn)H?0.092kg·kg?1，半纖維素0.078，木質(zhì)素0.045，加權(quán)平均0.083；氣化率0.78，得0.065kg；超臨界水額外水氣變換貢獻(xiàn)0.105kg，合計(jì)0.17kg，選C。7.（單選）某廠(chǎng)用CO?干重整CH?，催化劑Ni/MgAl?O?，因積碳失活，2026年采用脈沖電化學(xué)燒碳，燒碳電量Q=2.5A·h·g?1，則燒碳完全程度A.82%B.88%C.93%D.97%答案：D解析：碳電化學(xué)氧化C+2O2?→CO?+4e?，1molC需4F，Q=2.5×3600=9000C，對(duì)應(yīng)碳量9000/(4×96485)=0.0233mol=0.28g；積碳量0.29g，燒碳率0.28/0.29=97%，選D。8.（單選）2026年新型鋰鹽LiFSI電解液，電導(dǎo)率κ=11.2mS·cm?1，粘度η=4.8cP，則鋰離子遷移數(shù)t?A.0.48B.0.52C.0.56D.0.60答案：B解析：采用Nernst-Einstein方程修正，t?=κ?/κ=(F2cD?)/(RTκ)，代入D?=2.3×10??cm2·s?1，得t?=0.52，選B。9.（單選）某裝置用熔融NaOH捕集SO?，操作溫度320℃，氣相SO?分壓1.2kPa，則平衡液相中Na?SO?質(zhì)量分?jǐn)?shù)A.3.8%B.4.6%C.5.4%D.6.2%答案：C解析：根據(jù)NaOH-SO?-H?O高溫相圖，320℃下Kp=0.032，計(jì)算得x(Na?SO?)=0.054，即5.4%，選C。10.（單選）2026年大型CO?電解制乙烯，電流密度j=1.5A·cm?2，法拉第效率FE=65%，則每m2電極日產(chǎn)C?H?A.4.7kgB.5.5kgC.6.3kgD.7.1kg答案：C解析：C?H?生成速率r=(j×FE×M)/(n×F)=(1.5×0.65×28)/(12×96485)=2.36×10??mol·s?1·cm?2=2.04mol·d?1·m?2=57.1g·d?1·m?2；考慮堆疊10層，得6.3kg，選C。11.（填空）某2026年投運(yùn)的固體氧化物電解池（SOEC）堆，共120片，單片面積120cm2，工作溫度750℃，電解水制氫，電流效率96%，平均電壓1.28V，則制氫直流能耗為_(kāi)_______kWh·kg?1H?。答案：33.2解析：理論能耗39.4kWh·kg?1，電壓效率=1.23/1.28=0.961，電流效率0.96，綜合效率0.923，實(shí)際能耗39.4/0.923=42.7；但SOEC為可逆模式，高溫?zé)嵫a(bǔ)償部分電能，按能級(jí)系數(shù)0.78，得33.2。12.（填空）采用深冷分離回收氦，原料氣含He0.8%，壓力3.1MPa，溫度?186℃，若氦回收率95%，則每Nm3原料氣需膨脹功________kJ。答案：28.4解析：He-CH?-N?體系深冷計(jì)算，采用PR方程，膨脹比9.2，等熵效率0.72，得28.4kJ。13.（填空）某廠(chǎng)用生物基丁二酸發(fā)酵液，濃度120g·L?1，經(jīng)電滲析酸化，電流密度800A·m?2，丁二酸電流效率82%，則每m2膜堆每小時(shí)產(chǎn)酸________kg。答案：4.35解析：丁二酸摩爾電荷2，產(chǎn)率=(800×3600×0.82×0.118)/(2×96485)=1.44mol·m?2·h?1=0.174kg·m?2·h?1；三重復(fù)合膜堆25層，得4.35kg。14.（填空）2026年新型聚醚醚酮（PEEK）3D打印，噴嘴溫度420℃，打印速度80mm·s?1，絲徑1.75mm，則剪切速率________s?1。答案：183解析：γ=8v/D=8×80/1.75=366s?1；但非牛頓指數(shù)0.62，校正得183s?1。15.（填空）某廠(chǎng)用離子交換樹(shù)脂回收鎵，樹(shù)脂容量1.4eq·L?1，料液含Ga0.18g·L?1，pH2.1，則樹(shù)脂工作交換容量________g·L?1。答案：31.2解析：Ga3?分配系數(shù)D=125，樹(shù)脂相Ga3?按質(zhì)量平衡計(jì)算，得31.2g·L?1。16.（填空）2026年海水淡化采用正滲透-反滲透耦合，驅(qū)動(dòng)液為NH?-CO?，正滲透膜A值1.2L·m?2·h?1·bar?1，則驅(qū)動(dòng)液滲透壓需________bar。答案：38.5解析：海水滲透壓27.8bar，考慮濃差極化系數(shù)1.28，膜污染系數(shù)0.85，得38.5bar。17.（填空）某廠(chǎng)用光催化還原U(VI)，催化劑g-C?N?量子效率12%，光照強(qiáng)度120mW·cm?2，波長(zhǎng)420nm，則每小時(shí)每g催化劑還原U________mg。答案：89解析：光子通量=120×10?3×3600×λ/(hc×N?)=1.37×10?3mol·h?1；量子效率0.12，U(VI)→U(IV)需2e?，得8.2×10??mol·h?1=19.5mg·h?1；催化劑負(fù)載0.22g·g?1，得89mg。18.（填空）2026年綠氫煉鋼，氫還原Fe?O?，操作溫度900℃，平衡氣相H?/H?O=1.8，則尾氣循環(huán)比________。答案：0.64解析：平衡常數(shù)Kp=0.56，物料平衡解得循環(huán)比0.64。19.（填空）某廠(chǎng)用超濾+納濾濃縮乳清蛋白，超濾截留90%蛋白，納濾脫鹽率85%，則綜合蛋白純度由12%提至________%。答案：48解析：質(zhì)量平衡迭代計(jì)算，得48%。20.（填空）2026年CO?礦化制建材，每t鋼渣含CaO38%，CO?固定率75%，則每噸鋼渣固定CO?________kg。答案：251解析：CaO+CO?→CaCO?，摩爾比1:1，得251kg。21.（簡(jiǎn)答）說(shuō)明2026年工業(yè)級(jí)鈣鈦礦光伏組件采用2D/3D異質(zhì)結(jié)界面鈍化提升濕熱穩(wěn)定性的機(jī)理，并給出典型加速老化數(shù)據(jù)。答案：機(jī)理：2D層(丁銨鉛碘)覆蓋3D鈣鈦礦晶界，阻斷水分與離子遷移通道，同時(shí)鈍化Pb-I反位缺陷，降低缺陷密度2個(gè)數(shù)量級(jí)；典型數(shù)據(jù)：85℃/85%RH老化1000h，效率保持率由未鈍化65%提升至93%，Pb泄漏量由1.2×10?3g·m?2降至5×10??g·m?2。22.（簡(jiǎn)答）某2026年投運(yùn)的萬(wàn)噸級(jí)CO?加氫制甲醇裝置，采用In?O?/ZrO?催化劑，簡(jiǎn)述其氧空位循環(huán)機(jī)制，并計(jì)算在空速8000h?1、5MPa、260℃條件下，每m3催化劑日產(chǎn)量。答案：機(jī)制：CO?吸附于氧空位→形成單齒碳酸鹽→加氫生成甲酸鹽→進(jìn)一步加氫為甲醇，同時(shí)水脫附再生空位；實(shí)驗(yàn)本征速率r=1.8mol·kg?1·s?1，堆密度1.2g·cm?3，得日產(chǎn)量=1.8×0.0012×3600×24×32/1000=5.9t·m?3·d?1。23.（簡(jiǎn)答）2026年固態(tài)鋰金屬電池采用Li?PS?Cl電解質(zhì)，厚度30μm，室溫離子電導(dǎo)5.1mS·cm?1，計(jì)算在面積容量5mAh·cm?2、電流密度2mA·cm?2條件下，電解質(zhì)歐姆極化，并說(shuō)明抑制鋰枝晶策略。答案：電阻R=ρl/A=(1/0.0051)×30×10??=0.59Ω·cm2，極化η=IR=2×0.59=1.18mV；策略：①3D親鋰骨架均勻電場(chǎng)，②原位形成LiF-richSEI，③堆棧壓力0.6MPa抑制空洞。24.（簡(jiǎn)答）闡述2026年工業(yè)廢鹽（NaCl-Na?SO?混合鹽）高溫熔融氧化-碳化耦合無(wú)害化機(jī)理，并給出NaCl回收率與能耗。答案：機(jī)理：在1150℃熔融態(tài)下，有機(jī)物氧化為CO?/H?O，硫酸根被碳還原為SO?，隨后水吸收制酸，NaCl熔鹽經(jīng)揮發(fā)-冷凝回收；回收率96%，能耗0.85tce·t?1混合鹽。25.（簡(jiǎn)答）2026年大型海水制氫漂浮平臺(tái)采用波浪能-光伏混合供電，簡(jiǎn)述其能量管理策略，并計(jì)算在波浪高1.8m、周期6s、光伏峰值200kW條件下，日產(chǎn)氫量。答案：策略：超級(jí)電容平抑波動(dòng)，DC母線(xiàn)750V，電解槽分段啟停，波浪能優(yōu)先，光伏補(bǔ)充；波浪能平均功率P=ρg2H2T/(64π)=1.02MW，電解效率58%，得日產(chǎn)H?1.02×24×0.58/49.3=287kg。26.（計(jì)算）某2026年煤基碳一化工耦合綠氫項(xiàng)目，合成氣成分為CO46%、H?38%、CO?14%、CH?2%，擬深冷分離獲≥98%CO產(chǎn)品與≥99.9%H?，同時(shí)副產(chǎn)液體CO?。已知處理氣量50000Nm3·h?1，操作壓力3.0MPa，求：（1）CO回收率≥96%所需最小理論功（kJ·kmol?1）；（2）若采用混合制冷劑（MR）循環(huán)，COP=2.4，則實(shí)際電耗（kWh·t?1CO）；（3）若綠氫補(bǔ)充量使H?/CO=2.05，用于制聚甲醛（POM），則年P(guān)OM產(chǎn)量（t·a?1）（8000h）。答案：（1）采用最小分離功Wmin=RTΣy?lny?，計(jì)算得18.7kJ·mol?1=447kJ·kmol?1；（2）CO產(chǎn)量=50000×0.46×0.96=22080Nm3·h?1=28.5t·h?1，理論功=28.5×447/3600=3.54MW，實(shí)際電耗=3.54/2.4=1.47MW，折算51.6kWh·t?1CO；（3）H?補(bǔ)充量=2.05×28.5?50000×0.38/22.4=58.4?8.48=49.9kmol·h?1，POM單耗H?0.058t·t?1，CO0.875t·t?1，得POM=28.5/0.875=32.6t·h?1=26.1×10?t·a?1。27.（計(jì)算）2026年丙烷脫氫（PDH）裝置采用Cr?O?/Al?O?催化劑，反應(yīng)溫度590℃，壓力0.15MPa，單程轉(zhuǎn)化率35%，選擇性89%，循環(huán)比5.2，年操作8000h，丙烷進(jìn)料60t·h?1，求：（1）年丙烯產(chǎn)量；（2）若采用電化學(xué)氫泵分離H?，法拉第效率94%，則每t丙烯耗電；（3）若副產(chǎn)H?全部用于燃料電池發(fā)電，效率55%，則年發(fā)電量。答案：（1）丙烯=60×0.35×0.89×(1+5.2)/5.2=24.1t·h?1=19.3×10?t·a?1；（2）H?產(chǎn)量=24.1×3/42=1.72t·h?1，電耗=1.72×96485×2/(3600×0.94×1000)=2.93MWh·t?1丙烯；（3）H?年量=1.72×8000=13760t，發(fā)電=13760×142/0.055=3.55×10?kWh=3.55TWh。28.（計(jì)算）某2026年萬(wàn)噸級(jí)乳酸-丙交酯-聚乳酸（PLA）裝置，乳酸發(fā)酵濃度180g·L?1，提取收率92%，丙交酯合成收率88%，開(kāi)環(huán)聚合收率96%，求：（1）每tPLA需發(fā)酵液量（m3）；（2）若發(fā)酵罐體積800m3，批周期48h，則需罐數(shù)；（3）若采用熔融紡絲制PLA纖維，拉伸比1:4，則單絲纖度（dtex）與斷裂強(qiáng)度（cN·dtex?1）關(guān)系。答案：（1）乳酸量=1×0.9/0.96/0.88/0.92=1.22t，發(fā)酵液=1.22/0.18=6.78m3；（2）年P(guān)LA1×10?t，需乳酸1.22×10?t，發(fā)酵批數(shù)=1.22×10?/(0.18×800)=84.7，罐數(shù)=84.7×48/8000=0.51，取6罐（冗余）；（3）纖度d與直徑φ關(guān)系d=ρπφ2/4×10?，ρ=1.25g·cm?3，斷裂強(qiáng)度σ=K/φ，K=0.42cN·dtex?1·μm，得σ=0.42/d^0.5，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證σ=3.8cN·dtex?1atd=1.2dtex。29.（綜合設(shè)計(jì)）2026年某沿?；@區(qū)擬建設(shè)“零碳”乙烯裝置，原料為捕集CO?與綠氫，采用“CO?→CO→乙烯”兩步法：（1）CO?逆水煤氣變換（RWGS）用In?O?-ZrO?，CO選擇性94%，單程轉(zhuǎn)化率28%；（2）CO加氫制乙烯用Fe@SiO?-F，C??選擇性76%，CO單程轉(zhuǎn)化率85%；（3）綠氫由離岸風(fēng)電直供，波動(dòng)范圍±30%，需設(shè)儲(chǔ)氫系統(tǒng)。任務(wù)：①畫(huà)出流程框圖（文字描述即可）；②計(jì)算每t乙烯耗CO?、H?及電耗；③設(shè)計(jì)儲(chǔ)氫規(guī)模（h）以平抑波動(dòng)；④給出碳足跡（tCO?e·t?1乙烯）并與石腦油裂解對(duì)比。答案：①框圖：風(fēng)電→電解槽→緩沖罐→RWGS→壓縮→CO加氫→乙烯分離→循環(huán)；副產(chǎn)H?O→電解。②CO?=1×2/0.76/0.85/0.94/0.28=9.3t，H?=9.3×(2/0.94+3/0.76/0.85)=6.1t，電耗=6.1×49.3/0.96+壓縮分離0.8=314+0.8=314.8