[注冊(cè)化工工程師考試密押題庫(kù)與答案解析]注冊(cè)化工工程師專(zhuān)業(yè)考試分類(lèi)模擬2

1、注冊(cè)化工工程師考試密押題庫(kù)與答案解析注冊(cè)化工工程師專(zhuān)業(yè)考試分類(lèi)模擬2注冊(cè)化工工程師考試密押題庫(kù)與答案解析注冊(cè)化工工程師專(zhuān)業(yè)考試分類(lèi)模擬2注冊(cè)化工工程師專(zhuān)業(yè)考試分類(lèi)模擬2一、單選題問(wèn)題:1. 如下有關(guān)物化性質(zhì)的描述中正確的是_。A.現(xiàn)在已有的化工數(shù)據(jù)庫(kù)中物化數(shù)據(jù)量已很充分，不需要再進(jìn)行新的測(cè)定B.只需要有純物質(zhì)的物化性質(zhì)就夠了，很容易由此計(jì)算混合物的各種物化性質(zhì)C.由于實(shí)測(cè)物化性質(zhì)的不足，估算方法作為補(bǔ)充是很重要的D.所有物化性質(zhì)都只用于物理過(guò)程計(jì)算答案:C問(wèn)題:2. 以下對(duì)pVT關(guān)系表述正確的是_。A.各種立方型狀態(tài)方程都完全不能描述液體的pVT關(guān)系B.對(duì)比態(tài)法是表達(dá)PVT關(guān)系的一種方法C.在

2、工程計(jì)算中，人們用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合求得狀態(tài)方程參數(shù)D.用狀態(tài)方程法計(jì)算混合氣體時(shí)只需要純物質(zhì)的性質(zhì)答案:B問(wèn)題:3. 有位發(fā)明家聲稱(chēng)他設(shè)計(jì)了一種機(jī)器，該機(jī)器完成一個(gè)循環(huán)可以從單一熱源吸收300kJ的熱，輸出300kJ的功，這臺(tái)熱機(jī)_。A.違反了熱力學(xué)第一定律B.違反了熱力學(xué)第二定律C.違反了熱力學(xué)第一定律和第二定律D.不違反熱力學(xué)第一定律和第二定律答案:B問(wèn)題:4. 計(jì)算任意溫度下的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱的主要方法是_。A.實(shí)驗(yàn)測(cè)定B.由反應(yīng)物和生成物在298.15K下的生成焓計(jì)算而得C.由反應(yīng)物和生成物在298.15K下的燃燒焓計(jì)算而得D.由反應(yīng)物和生成物在298.15K下的生成焓及比熱容計(jì)算而得答案:D問(wèn)

3、題:5. 有關(guān)逸度和逸度系數(shù)的論述正確的是_。 A逸度的定義是直接聯(lián)系吉布斯自由能(Gi)的 B在所有涉及真實(shí)流體的計(jì)算中，都應(yīng)該用逸度代替壓力 C混合物中組元i的逸度系數(shù)與組成無(wú)關(guān) D逸度和逸度系數(shù)只用于相平衡 答案:A問(wèn)題:6. 溶液具正偏差的重要特征是_。A.在各種濃度下活度系數(shù)為零B.在各種濃度下活度系數(shù)為1C.在各種濃度下活度系數(shù)大于1D.在各種濃度下活度系數(shù)小于1答案:C問(wèn)題:7. 目前有關(guān)活度系數(shù)(i)與組成(xi)的關(guān)聯(lián)式的使用中錯(cuò)誤的是_。A.最常選用的是局部組成型方程B.最常選用的是歷史悠久的van Laar式C.Wilson方程、NRTL方程、UNIQUAC方程是最常用的

4、局部組成型方程D.Wilson方程中的參數(shù)是要用實(shí)驗(yàn)值回歸的答案:B問(wèn)題:8. 水鹽水溶液水蒸氣三相平衡的自由度為_(kāi)。A.0B.1C.2D.3答案:B問(wèn)題:9. 在汽液平衡計(jì)算中，對(duì)式不正確的說(shuō)法是_A.此式適用于低壓、液相為非理想溶液的物系B.由于未引入逸度，不能用于較高壓力C.由于未引入逸度，該式很少使用D.在該式的計(jì)算中，關(guān)鍵在于求出不同xi下的i值答案:C問(wèn)題:10. 有關(guān)共沸現(xiàn)象的討論錯(cuò)誤的是_。A.共沸現(xiàn)象在非同系物的溶液中是少見(jiàn)的B.共沸現(xiàn)象可造成混合溶液中的各組元分離困難C.加入第三組元可改變共沸現(xiàn)象，這是由于改變了活度系數(shù)D.有時(shí)也能利用共沸現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)分離，例如加苯于乙醇水共沸

5、物以脫水答案:A問(wèn)題:11. 有關(guān)K值法的討論不正確的是_。 A定義Ki=yi/xi B，因此適于用狀態(tài)方程法求解 C對(duì)烴類(lèi)混合物K值法常作為簡(jiǎn)捷計(jì)算法使用 D一般說(shuō)，在一定溫度、壓力下Ki值與組成無(wú)關(guān) 答案:D問(wèn)題:12. 有關(guān)高壓汽液平衡計(jì)算不正確的是_。 A在工程計(jì)算中用下式是很簡(jiǎn)單的 B在工程計(jì)算中可用 C對(duì)烴類(lèi)物系，可用K值法 D高壓與中壓范圍的壓力界定難以有絕對(duì)的界限 答案:A問(wèn)題:13. 有關(guān)化學(xué)平衡的討論正確的是_。A.所有的反應(yīng)過(guò)程都需要嚴(yán)格的化學(xué)平衡組成計(jì)算B.對(duì)所有氧化反應(yīng)還是要先進(jìn)行化學(xué)平衡計(jì)算C.溫度升高不利于吸熱反應(yīng)的化學(xué)平衡D.化學(xué)平衡組成計(jì)算是從計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)

6、著手的答案:D問(wèn)題:14. 有關(guān)氣體在液體中的溶解度與溫度的關(guān)系的論述正確的是_。A.隨溫度上升一定增大B.隨溫度上升一定減小C.隨溫度上升可能增大，也可能減小D.溫度上升Henry常數(shù)不變答案:C問(wèn)題:15. 在如圖所示的壓縮過(guò)程的pV圖中，已知12分別指等溫過(guò)程、絕熱過(guò)程和多變過(guò)程，則_。 A.12a為等溫過(guò)程，12b為多變過(guò)程，12c為絕熱過(guò)程B.12a為絕熱過(guò)程，12b為多變過(guò)程，12c為等溫過(guò)程C.12a為多變過(guò)程，12b為等溫過(guò)程，12c為絕熱過(guò)程D.不好肯定答案:B問(wèn)題:16. 有關(guān)制冷循環(huán)不正確的說(shuō)法是_。 A制冷循環(huán)是基于消耗一部分功使部分熱量從低溫物體傳向高溫物體 B制冷系

7、數(shù)是單位功耗所得的制冷量 C逆Carnot循環(huán)(理想冷凍循環(huán))的制冷系數(shù)與所用工質(zhì)無(wú)關(guān) D理想冷凍循環(huán)的制冷系數(shù)是，式中T2是高溫?zé)嵩矗琓1是低溫?zé)嵩?答案:D二、多選題問(wèn)題:1. 下述有關(guān)pVT關(guān)系的表述中，正確的有_。A.理想氣體狀態(tài)方程已沒(méi)有實(shí)用意義了B.立方型狀態(tài)方程是計(jì)算帶壓流體時(shí)最常用的狀態(tài)方程C.大部分立方型狀態(tài)方程需要有臨界性質(zhì)及偏心因子才能使用D.范德華方程至今還是最實(shí)用的立方型狀態(tài)方程 A B C D答案:BC問(wèn)題:2. 純物質(zhì)臨界性質(zhì)的重要性在于_。A.決定該物質(zhì)的最高液化溫度B.利用立方型狀態(tài)方程(或其他狀態(tài)方程)計(jì)算時(shí)需要該值C.在理想氣體的Cp計(jì)算中使用D.在對(duì)比態(tài)

8、法計(jì)算中是必不可少的 A B C D答案:ABD問(wèn)題:3. 為有效使用能量，下述正確的有_。A.用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行能量衡算就足夠了B.有效能衡算是把熱力學(xué)第一定律和第二定律相結(jié)合的方法C.防止能量無(wú)償降級(jí)也是能量的有效使用D.適當(dāng)選擇熱量傳遞中的溫差也是有效節(jié)能的方法之一 A B C D答案:BCD問(wèn)題:4. 有關(guān)低壓汽液平衡正確的有_。A.正偏差體系遠(yuǎn)多于負(fù)偏差體系B.符合理想溶液系統(tǒng)的是溶液中的極少數(shù)C.正偏差體系不同濃度的溶液活度系數(shù)均小于1D.正偏差體系是符合Raoult定律的 A B C D答案:AB問(wèn)題:5. 有關(guān)共沸物的說(shuō)法正確的有_。A.定義是汽相組成等于液相組成B.強(qiáng)正偏差

9、系統(tǒng)可能產(chǎn)生共沸物C.強(qiáng)負(fù)偏差系統(tǒng)可能產(chǎn)生共沸物D.用單一精餾塔處理共沸物時(shí)可分別在塔頂及塔底得到兩個(gè)純物質(zhì) A B C D答案:ABC問(wèn)題:6. 計(jì)算純物質(zhì)逸度系數(shù)的常用計(jì)算式是，式中B是第二維里系數(shù)，下列說(shuō)法正確的有_。A.不宜用于很高的壓力B.能用于液體C.一般只用于壓力不太高的氣體D.B只能用實(shí)驗(yàn)值求得 A B C D答案:AC問(wèn)題:7. 有關(guān)相圖的敘述不正確的有_。A.相圖主要用于溫度、壓力、組成關(guān)系的定性或半定量描述B.汽液平衡中的泡點(diǎn)露點(diǎn)圖不屬于相圖C.汽液平衡、液液平衡、固液平衡都有相圖D.多組元相圖容易表達(dá) A B C D答案:BD問(wèn)題:8. 有關(guān)活度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇不正確的有_

10、。 A標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇原則上是隨意的 B所選標(biāo)準(zhǔn)態(tài)值應(yīng)該是明確的(有唯一性) C汽液相平衡計(jì)算時(shí)常用作標(biāo)準(zhǔn)態(tài) D氣液相平衡計(jì)算時(shí)低沸點(diǎn)組元要用作標(biāo)準(zhǔn)態(tài) A B C D 答案:CD問(wèn)題:9. 相比于單級(jí)壓縮，多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)有_。A.壓縮功小B.壓縮后氣體溫度上升小C.設(shè)備投資低D.有利于安全生產(chǎn) A B C D答案:ABD問(wèn)題:10. 有關(guān)不同流體節(jié)流膨脹后的討論正確的有_。A.溫度一定下降B.溫度一定上升C.溫度可升、可降、可不變D.對(duì)各種流體溫度升降還與節(jié)流前的溫度、壓力有關(guān) A B C D答案:CD問(wèn)題:11. 深冷循環(huán)與一般冷凍循環(huán)的區(qū)別在于_。A.深冷循環(huán)要獲得更低的溫度(例如低于-100

11、)B.深冷循環(huán)中常有低溫液體產(chǎn)品輸出循環(huán)之外C.深冷循環(huán)一定使用膨脹機(jī)D.深冷循環(huán)不使用節(jié)流閥 A B C D答案:AB問(wèn)題:12. 有關(guān)熱泵的討論不正確的有_。A.熱泵以消耗部分能量(機(jī)械功、電功等)使熱從低溫區(qū)輸送到高溫區(qū)B.熱泵循環(huán)的熱力學(xué)原理很不同于制冷循環(huán)C.熱泵系統(tǒng)常使用工業(yè)廢熱作為主要能源推動(dòng)循環(huán)D.熱泵基本上適用于各種精餾塔 A B C D答案:BD三、案例分析題問(wèn)題:1. 將含碳88%(wt)和水12%的液體氧化，并在燃燒裝置中經(jīng)催化燃燒得到煙道氣，其組成為CO213.4%(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，O23.6%，N283.0%，如下圖所示。問(wèn)：100kg燃料燃燒氧氣過(guò)量多少?_ A

12、.14.85%B.11.9%C.19.5%D.10.64%答案:C解析 解：(1)根據(jù)元素平衡計(jì)算干煙道氣量。 對(duì)碳進(jìn)行元素平衡： 輸入C的質(zhì)量=輸出C的質(zhì)量 設(shè)有100kmol干煙道氣，則含C量為 1000.13412=161kg 100kg燃料含C 88kg，kmol，所以100kg燃料可以產(chǎn)生干煙道氣54.66kmol。 (2)用N2作為聯(lián)系物，計(jì)算出燃燒反應(yīng)過(guò)量的空氣的百分?jǐn)?shù)。 取基準(zhǔn)為54.66kmol干煙道氣。 干煙道氣中氧氣量為54.660.036=1.97kmol。 干煙道氣中氮?dú)饬繛?4.660.83=45.37kmol。 1.00kmol空氣中有0.79kmol氮，54.6

13、6kmol煙道氣中空氣的摩爾數(shù)為，其中含氧量為57.40.21=12.05kmol。 氧氣過(guò)量12.05-1.97=10.08kmol，氧氣過(guò)量百分?jǐn)?shù)為 問(wèn)題:2. 含量為5%(wt)的乙醇溶液以10000kg/h的流量進(jìn)入精餾塔進(jìn)行處理。入塔溫度為75，塔頂?shù)玫綕舛葹?5%(wt)、溫度為70的乙醇溶液，塔釜得到濃度為0.1%(wt)、溫度為100的含醇廢水。已知塔頂冷凝器的熱負(fù)荷為6106kJ/h；塔的熱損失為3.0105kJ/h。試估算塔釜加熱量和水蒸氣用量。其中，95%的乙醇的平均比熱容為2.3kJ/(kgK)；5%和0.1%的乙醇的平均比熱容取4.2kJ/(kgK)；水蒸氣進(jìn)口溫度為

14、120(焓為2709kJ/kg)，出口溫度為105(焓為439.6kJ/kg)。_A.3603kgB.3220kgC.3450.85kgD.3019.6kg答案:A解析 解：取1小時(shí)的進(jìn)料量為基準(zhǔn)，熱量衡算以0為基溫。 設(shè)塔頂出料為D，塔釜出料為W，則 D+W=10000， 95%D+0.1%W=500， 所以 W=9483.67kg，D=516.33kg。 Q入=100004.275+Q加熱蒸汽 Q出=516.332.370+9483.674.2100+3.5105+6.91106 Q加熱蒸汽=8.18106kJ/h 水蒸氣用量=8.18106/(2709-439.6)=3603kg/h 問(wèn)

15、題:3. 用一連續(xù)常壓操作精餾塔分離苯和甲苯的混合物?；旌衔镏泻?.4(摩爾分?jǐn)?shù))。經(jīng)分離后，塔頂餾出液含苯0.95(摩爾分?jǐn)?shù))，塔釜含苯0.05(摩爾分?jǐn)?shù))，進(jìn)料為氣液混合物，其中氣液量各為0.5。 已知苯的相對(duì)分子質(zhì)量為78，甲苯的相對(duì)分子質(zhì)量為92。 精餾塔進(jìn)料量為F=8640kg/h。則塔頂產(chǎn)品量是多少?_ A.45kmol/hB.3.8102kmol/hC.3.89103kmol/hD.38.89kmol/h答案:D解析 解：取1小時(shí)的進(jìn)料量為基準(zhǔn)。 (1)首先計(jì)算進(jìn)料的摩爾數(shù)，為此先計(jì)算苯和甲苯的平均分子質(zhì)量。 平均分子質(zhì)量 進(jìn)料的摩爾數(shù)為 (2)計(jì)算塔頂產(chǎn)品量，根據(jù)題意進(jìn)行物料

16、衡算。 F=D+W 對(duì)苯進(jìn)行衡算，設(shè)苯在原料中含量為xF，在塔頂為xD，在塔釜為xW，則有 FxF=DxD+WxW 將兩個(gè)公式聯(lián)立求解，得塔頂流量 D=38.89kmol/h 問(wèn)題:4. 以生產(chǎn)1t氨計(jì)算，含隋性氣體0.2%(wt，下同)的新鮮氣消耗量為2800m3，循環(huán)氣中惰性氣體含量不超過(guò)3%，氨的冷凝溫度為20，氨冷凝的總壓力為30.0MPa，則排放氣體量為多少?_ 常壓、不同溫度下的溶解度系數(shù)如下： 溫度/ -10 0 10 20 25 30 溶解度系數(shù)/(溶解氣體m3/t液氨) 0.15 0.19 0.22 0.256 0.311 0.357 A.76m3B.186.6m3C.110

17、m3D.116.6m3答案:C解析 解：新鮮氣中惰性氣體量為28000.002=5.6m3。 根據(jù)題意，20下，氨液溶解氣體0.256m3/t氨(常壓下)。 30.0MPa、20下惰性氣體含量為 1t氨排放氣體量(體積)為 問(wèn)題:5. 某礦石焙燒爐送出的氣體被冷卻到20后送入填料吸收塔，用水吸收其中的二氧化硫。操作壓力為常壓，爐氣體積流量為1500m3/h，SO2的含量為8.5%(摩爾分?jǐn)?shù))，其余為惰性氣體(可近似視為空氣)，吸收劑為不含SO2的水，流量為2000kmol/h，若要求SO2的回收率為90%，則塔底排出液的含量為_(kāi)。A.0.0239 kmol SO2/kmol H2OB.0.00

18、239 kmol SO2/kmol H2OC.0.0053 kmol SO2/kmol H2OD.0.000239 kmol SO2/kmol H2O答案:B解析 解：惰性氣 惰性氣 X2=0 L=2000kmol/h G(Y1-Y2)=L(X1-X2) 57.09(0.0929-0.00929)=2000(X1-0) 解得X1=0.00239kmol SO2/kmol H2O 問(wèn)題:6. 一實(shí)驗(yàn)裝置采用羰基合成工藝生產(chǎn)乙醇，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g)。已知下列化合物的生成熱及燃燒熱： 試問(wèn)：0.1013MPa、25時(shí)，乙醇合成反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)熱

19、與下列哪個(gè)數(shù)據(jù)接近? A.-256.05kJmol-1B.-124.02kJmol-1C.-1429.94kJmol-1D.-297.65kJmol-1答案:A解析 解：乙醇完全燃燒時(shí)的反應(yīng)熱就是乙醇的燃燒熱，即 該反應(yīng)熱為-1409.2kJ/mol 求乙醇生成熱 計(jì)算制備乙醇的反應(yīng)熱 問(wèn)題:7. 乙烯氧化制環(huán)氧乙烷的反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)： C2H4(g)+0.5O2(g)C2H4O(g) C2H4(g)+3O2(g)CO2(g)+2H2O(g)； 溫度維持在250，在此溫度下兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱分別為105395kJ/kmol乙烯，1321726kJ/kmol乙烯。乙烯的單程轉(zhuǎn)化率為35%，反應(yīng)

20、的選擇性為72%，反應(yīng)器進(jìn)口混合氣溫度為210，流量為50000m3(STP)/h，組成如下： 組分 C2H4 N2 O2 合計(jì) mol% 3.5 82.0 14.5 100 氣體的定壓摩爾熱容數(shù)據(jù)如下： 組分 C2H4 O2 CO2 H2O(g) C2H4O N2 Cp/kJ/(kmolK)210 64.43 31.38 30.04 Cp/kJ/(kmolK)250 66.94 31.67 45.56 35.35 103.8 30.17 熱損失按反應(yīng)放出熱量的5%考慮，則熱載體移出的熱量近似值為_(kāi)。 A.8.18107kJ/hB.9.0106kJ/hC.9.0107kJ/hD.9.0105k

21、J/h答案:B解析 解：以每小時(shí)的流量為計(jì)算基準(zhǔn)，以0為基準(zhǔn)溫度。 (1)物料計(jì)算 乙烯轉(zhuǎn)化量為； 乙烯轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷的量為：27.340.72=19.69kmol； 乙烯轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)物的量為：27.34-19.69=7.65kmol； 主、副反應(yīng)消耗氧氣量為：19.690.5+7.653=32.8kmol。 出口氣體量：乙烯50.785kmol 2.29%(摩爾分?jǐn)?shù)) 環(huán)氧乙烷19.69kmol 0.89% 二氧化碳15.3kmol 0.69% 水15.3kmol 0.69% 氧290.86kmol 13.1% 氮1830.36kmol 82.36% (2)熱量計(jì)算 根據(jù)混合氣體比熱容計(jì)算公式

22、分別計(jì)算進(jìn)、出口混合氣體的比熱容。 進(jìn)入混合氣體比熱容為：31.44kJ/(kmolK) 出口混合氣體比熱容為：31.18kJ/(kmolK) 反應(yīng)熱主反應(yīng)熱為：19.69105395=2.075106kJ 副反應(yīng)熱為：7.651321726=10.11106kJ 熱損失為：(2.075+10.11)1060.05=6.09105kJ 物料帶入熱量為： 物料帶出熱量為：2222.2531.18(250-0)=17.32106kJ 根據(jù)熱量平衡方程式求得系統(tǒng)需移出熱量為： Q2=Q4+Q6-Q1-Q3=-8.996106kJ 系統(tǒng)需移出熱量近似值是9.00106kJ/h。 問(wèn)題:8. 一蒸發(fā)器每

23、小時(shí)將2500kg水溶液從含某物料5%(wt)蒸發(fā)濃縮至30%，已知： 在操作條件下，水溶液在蒸發(fā)器中的沸點(diǎn)為78，水的汽化熱為2319.5kJ/kg，焓為2633.5kJ/kg； 原料水溶液溫度為20，比熱容為4kJ/(kgK)； 濃縮液比熱容為4.19kJ/(kgK)； 加熱蒸汽壓力為200kPa，冷凝水于加熱蒸汽的飽和溫度下排出； 每小時(shí)熱損失為3.6104kJ，忽略溶液的稀釋熱，濃縮溶液在蒸發(fā)操作排出； 水蒸氣于75時(shí)離開(kāi)蒸發(fā)器。 則每小時(shí)蒸發(fā)器需要的加熱蒸汽量近似值為_(kāi)。 (已知200kPa的蒸汽焓為2709.2kJ/kg，220的冷凝水焓為493.71kJ/kg) A.2447.3

24、kg/hB.2014.6kg/hC.2464kg/hD.2355kg/h答案:C解析 解：設(shè)F為每小時(shí)水溶液的進(jìn)料量，kg/h；W為每小時(shí)得到的濃縮液量，kg/h；P為每小時(shí)蒸出的水汽量，kg/h；x為溶解物在溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 列總物料平衡方程： F=W+P 對(duì)溶質(zhì)進(jìn)行衡算： FXF=WXW+PXP 將已知數(shù)帶入上式得： 2500=W+P 0.052500=0.3W 解得W=416.7kg/h，P=2083.3kg/h。 能量計(jì)算取0為基準(zhǔn)溫度。 Q1+Q2=Q4+Q6 Q1=25004(20-0)=2.0105kJ Q4=2083.32633.5+416.74.19(78-0)=56.23

25、105kJ Q6=3.6104kJ Q2=56.23105+3.6104-2.0105=54.59105kJ 加熱蒸汽用量 問(wèn)題:9. 現(xiàn)用98%的硫酸、98%的硝酸和70%的硫酸配制1000kg含硫酸56%、含硝酸27%、含水17%的混合酸。已知98%的硫酸、98%的硝酸、70%的硫酸及混酸的微分溶解熱分別為707.1kJ/kg、447.6kJ/kg、257.3kJ/kg和364kJ/kg。則配制過(guò)程的混合熱是_。A.3.06104kJB.2.8104kJC.3.56104kJD.3.06105kJ答案:A解析 解：以1000kg混酸為計(jì)算基準(zhǔn)。 (1)原料酸用量計(jì)算 設(shè)98%的硫酸用量為X

26、，98%的硝酸用量為Y，70%的硫酸用量為Z。 作總物料平衡： 1000=X+Y+Z 對(duì)硫酸進(jìn)行衡算： 10000.56=0.98X+0.7Z 對(duì)硝酸進(jìn)行衡算： 10000.27=0.98y 聯(lián)立求解得：X=188.8kg，Y=275.5kg，Z=535.7kg。 (2)熱量計(jì)算 根據(jù)各種酸的微分溶解熱得 混合熱Q=188.8707.1+275.5447.6+535.7257.3-1000364 =3.06104kJ 問(wèn)題:10. 蒸餾塔分離6000kg/h含40%(wt)苯(C6H6)、60%氯苯(C6H5Cl)的25溶液。塔頂?shù)囊后w產(chǎn)物含99.5%的苯，從再沸器排出的塔底料含1%的苯，如圖

27、所示。 回流比(返回塔頂?shù)囊毫髋c取出的塔頂液體產(chǎn)物之比)為6:1。 假設(shè)冷凝器在1個(gè)大氣壓下操作，冷凝器的進(jìn)水溫度為33，出水溫度為45，冷凝溫度為80.2。在該溫度下苯的汽化熱為30.76kJ/mol，氯苯的汽化熱為36.55kJ/mol，苯的分子量為78.1，氯苯的分子量為112.6，取水的定壓比熱容cp=4.187kJ/(kgK)。若忽略由蒸餾塔進(jìn)冷凝器的氣體冷卻到80.2的顯熱，則冷卻水的消耗量為_(kāi)。 A.18.6t/hB.130t/hC.10.2t/hD.1.5t/h答案:B解析 解：以進(jìn)塔的苯和氯苯混合物每小時(shí)6000kg為基準(zhǔn)。 (1)求P、R、V 總物料平衡： F=P+B 60

28、00=P+B 苯平衡： FXF=PXP+BXB 60000.4=P0.995+B0.01 2400=0.995P+0.01(6000-P) P=2376kg/h B=3624kg/h R=6P=14256kg/h Vt=R+P=16632kg/h (2)求冷卻水用量 苯的汽化熱 氯苯的汽化熱 假設(shè)產(chǎn)物在冷凝溫度80.2下離開(kāi)， VtH=WCp(T2-T1)1000 16632(393.850.995+324.60.005)=W4.187(318-306)1000 W=130t/h 問(wèn)題:11. 甲苯用混合酸(H2SO456%、HNO37%、H2O17%)硝化，反應(yīng)在三個(gè)攪拌釜式反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行

29、，每小時(shí)生產(chǎn)純度為99%的一硝基甲苯500kg，一硝基甲苯的收率為95%，甲苯的純度為98%，其余為水，甲苯與硝的比為1:1，甲苯、混合酸和第一個(gè)硝化釜出料混合液的比熱容分別為1.74kJ/(kgK)、1.98kJ/(kgK)、2.13kJ/(kgK)。硝化反應(yīng)溫度為40，進(jìn)料溫度為25。一硝化反應(yīng)熱為155.78kJ/mol甲苯。甲苯在第一個(gè)硝化釜中轉(zhuǎn)化為一硝基甲苯的量為甲苯量的80%。(忽略副反應(yīng)的反應(yīng)熱及其他熱量)第一個(gè)硝化釜移出的熱量為_(kāi)。A.3.66105kJB.4.32104kJC.4.32105kJD.4.34105kJ答案:D解析 解：以每小時(shí)生產(chǎn)的一硝基甲苯量為基準(zhǔn)。 (1)

30、物料計(jì)算 甲苯量： 工業(yè)甲苯量： 硝酸用量： 混酸用量： 甲苯轉(zhuǎn)化量：349.90.8=279.9kg 余甲苯量：70kg 消耗硝酸量： 余硝酸量：47.9kg 生成一硝基甲苯量： 生成水量： 總水量：205.6kg 出料總量：70+416.8+47.9+205.6+496.94=1237.24kg (2)熱量計(jì)算，取0為基準(zhǔn)溫度。 熱量平衡方程： Q1+Q2+Q3=Q4 因基準(zhǔn)溫度為進(jìn)料溫度，所以Q1=0，則Q2=Q4-Q3。 反應(yīng)的熱效應(yīng) 故第一個(gè)硝化釜需要移出熱量4.34105kJ。 問(wèn)題:12. 在氯苯用混酸硝化生成一硝基氯化苯的過(guò)程中，第一硝化釜需移出熱量3.172105kJ/h。如

31、此熱量用一次深井水冷卻移出，硝化釜的體積為1.5m3，夾套傳熱面積為6.0m2。如夾套的傳熱面積不能滿(mǎn)足傳熱要求時(shí)，采用釜內(nèi)加蛇管進(jìn)行傳熱。已知在該過(guò)程中，夾套的傳熱系數(shù)K=711kJ/(m2hK)，蛇管的傳熱系數(shù)K=2510kJ/(m2hK)，冷卻水進(jìn)口溫度為18，出口溫度為25，物料溫度為55。則冷卻水用量為_(kāi)。A.6.0t/hB.10.8t/hC.12.4/hD.15.3t/h答案:A解析 解：設(shè)夾套傳出的熱量為為蛇管傳出的熱量。 問(wèn)題:13. 硝酸鉀溶液的結(jié)晶過(guò)程為：進(jìn)料溶液10t/h，硝酸鉀含量為20%(wt)，蒸發(fā)器出料的硝酸鉀含量為50%，進(jìn)入結(jié)晶器，濕結(jié)晶含水4%，分離結(jié)晶后的

32、飽和溶液(含0.6 kg KNO3/kg H2O)與進(jìn)料混合后返回蒸發(fā)器。則結(jié)晶產(chǎn)量W和循環(huán)溶液量R為_(kāi)t/h。A.W=3.0，R=7B.W=2.08，R=7.7C.W=2.08，R=5.6D.W=3.0，R=7.6答案:B解析 解：以每小時(shí)進(jìn)料10t為計(jì)算基準(zhǔn)。 (1)計(jì)算結(jié)晶產(chǎn)量W 設(shè)進(jìn)料量為F，進(jìn)入結(jié)晶器的物料為M。 對(duì)硝酸鉀進(jìn)行衡算： 100.2=0.96W W=2.08t (2)計(jì)算循環(huán)溶液量R 先將循環(huán)溶液中硝酸鉀的含量換算成百分?jǐn)?shù)，即 將結(jié)晶器作為一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行衡算： M=R+W 對(duì)硝酸鉀進(jìn)行衡算： 0.5M=0.375R+0.96W 聯(lián)立求解，得R=7.7t。 問(wèn)題:1

33、4. 在固定床絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行一氧化碳、水蒸氣轉(zhuǎn)化制H2的反應(yīng)，反應(yīng)器入口氣體的組成和流量如下： 組分 H2 CO CO2 02 N2 CH4 H2O 合計(jì) kmol/h 47.25 28.5 19.0 0.5 24.79 1.422 122.2 243.662 反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率為72.50%，CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)在490下的反應(yīng)熱為kJ/kmol CO，原料氣中的O2全部與H2化合生成水，O2與H2化合生成水的反應(yīng)在490下的反應(yīng)熱為，反應(yīng)氣體入口溫度為380，出口溫度為490，CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式為，O2和H2化合生成水的反應(yīng)方程式為2H2+O2H2O。則固定床絕熱反應(yīng)器器壁向外散失的熱量近似為_(kāi)

34、。A.4.09104kJ/hB.5.14104kJ/hC.5.021105kJ/hD.-5.021104kJ/h答案:B解析 解：反應(yīng)器入口氣體在380-490的平均熱容為35.84kJ/(kmolK)。 由于已知490(反應(yīng)器出口氣體溫度)的反應(yīng)熱，所以假設(shè)如下熱力學(xué)途徑計(jì)算過(guò)程的總焓變H比較方便： H1=243.66335.84(490-380)=9.606105kJ/h H2=28.50.725(-37258.5)+0.5(-4.837105)=-1.012106kJ/h H=H1+H2=9.606105-1.012106=-5.14104kJ/h 總焓變?yōu)樨?fù)值，說(shuō)明反應(yīng)器向外界放出熱量

35、。 又H=Q1+Q2，因是絕熱反應(yīng)器，故有Q1=0，Q2=H=-5.14104kJ/h。 所以，當(dāng)反應(yīng)器器壁向環(huán)境的散熱量為5.14104kJ/h的情況下，反應(yīng)器出口氣體溫度為490。 問(wèn)題:15. 乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為： C2H5OHCH3CHO+H2 流程如圖所示，新鮮原料N1為乙醇，粗產(chǎn)物N3為乙醇、乙醛和氫，分離設(shè)備將乙醇從粗產(chǎn)物中分離出來(lái)：(各物流的量均以摩爾計(jì)) 假設(shè)乙醇全部循環(huán)，其單程轉(zhuǎn)化率為40%，各物流的量和循環(huán)比應(yīng)是下列表格中_組數(shù)值。 物 流 循環(huán)比 N1 N2 N3 N4 N5 A 1 2.5 3.5 1.5 2 0.75 B 1 2.5 3.5 1.5 1 1.5

36、 C 1 2.5 3.5 1.5 2 0.43 D 1 2.5 3.5 1.5 2 1.5 答案:A解析 解：根據(jù)題意，產(chǎn)品中不含乙醇，乙醇的總轉(zhuǎn)化率為100%。 設(shè)各組分在各物流中的摩爾分?jǐn)?shù)為Xij其中i為物流代號(hào)，i=1、2、3、4、5，分別對(duì)應(yīng)于N1、N2、N3、N4、N5；j為組分編號(hào)，j=1、2、3，分別對(duì)應(yīng)于乙醇、乙醛、氫。 取新鮮進(jìn)料N1=1mol/h為基準(zhǔn)，則： (1)對(duì)混合器進(jìn)行物料衡算 乙醇平衡式N1+N4=N2 (1) N4=N2-1 (2)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算 乙醇平衡式N2=N3X31+0.4N2 (2) 乙醛平衡式0=N3X32-0.4N2 (3) 氫平衡式0=N3

37、X33-0.4N2 (4) 濃度限制關(guān)系式X31+X32+X33=1 (5) (3)對(duì)分離器進(jìn)行物料衡算 乙醇平衡式N3X31=N4 (6) 乙醛平衡式N3X32=N5X52 (7) 氫平衡式N3X33=N5X53 (8) 將式(1)和(6)代入式(2)可得N2=2.5 (9) N4=1.5 (10) 將式(2)、式(3)、式(4)相加并將式(5)和式(9)代入得 N2=N3=0.4N2 N3=3.5 由反應(yīng)方程式可知：N1=1時(shí)，N5=2 循環(huán)比 問(wèn)題:16. 采用100的氣體HCl和25的水生產(chǎn)25、含HCl25%(wt)的HCl水溶液。已知100HCl(q)、25液體水和2525%的HC

38、l水溶液的比熱容(kJkg-1K-1)分別為0.815、4.184和2.863。25的HCl溶液的溶解熱為65.23kJmol-1。求每天生產(chǎn)25%的HCl溶液28800kg產(chǎn)生的熱效應(yīng)是_。A.5.362105kJ/hB.-1.37107kJ/hC.-5.689105kJ/hD.-7.2310-7kJ/h答案:B解析 解：以每小時(shí)配制的25%HCl溶液為基準(zhǔn)，0為基溫。 (1)物料計(jì)算 每小時(shí)需要生產(chǎn)的25%HCl溶液量 每小時(shí)需要HCl量12000.25=300kg，8.22kmol 每小時(shí)需要H2O量12000.75=900kg，50kmol (2)熱量計(jì)算 設(shè)原料帶入的熱量為Q1，產(chǎn)物帶出的熱量為Q4，過(guò)程的物理變化熱為Q3，移出或加入系統(tǒng)的熱量為Q2 Q1+Q2+Q3=Q4 Q1=300(100-0)0.815+9004.184(25-0)=1.1859105kJ Q4=12002.863(25-0)=0.8589105kJ Q3=8.22100065.23=5.3619105kJ Q2=Q4-Q3-Q1=-5.689105kJ/h 需移出熱量5.689105kJ/h。 問(wèn)題:17. 有關(guān)混合規(guī)則的觀(guān)點(diǎn)錯(cuò)誤的是_。A.用狀態(tài)方程法計(jì)算混合物pVT關(guān)系