無機化工生產(chǎn)技

1、無機化工生產(chǎn)技術(shù)復習題緒論1、無機化工生產(chǎn)中“三酸兩堿”指什么？2、化工生產(chǎn)中的“三傳一反”指、和O3、世界上第一套合成氨工業(yè)生產(chǎn)裝置是在年，國家建成的。4、目前中國的合成氨產(chǎn)量在世界排第位。第一部分煤氣化1、合成氨生產(chǎn)過程可分為、三大步。2、半水煤氣的主要成分為、O3、在固定床間歇式生產(chǎn)半水煤氣的過程中，吹風階段進行的反應(yīng)主要有哪些？從化學平衡的角度考慮，如何降低吹風氣中CO的含量？4、在固定床間歇式生產(chǎn)半水煤氣的過程中，制氣階段進行的反應(yīng)主要有哪些？從化學平衡的角度考慮，如何提高水煤氣中CO和H2的含量？5、試述固定床煤氣發(fā)生爐中煤的分層情況，并簡要說明各層可能有的作用或?qū)觾?nèi)發(fā)生的變化。6

2、、試述固定床間歇式生產(chǎn)半水煤氣的工作循環(huán)分哪幾個階段？詳細說明為什么？7、在氣固相反應(yīng)的宏觀動力學中，把整個反應(yīng)過程分成哪五步？當過程處于外擴散控制時，你認為采取哪些措施最有利于改善過程進行的速度。8、試述燃燒室的結(jié)構(gòu)及作用。9、試述廢熱鍋爐和洗氣塔的結(jié)構(gòu)及作用？10、在固定床間歇式生產(chǎn)半水煤氣的過程中，為什么提高吹風速度更有利于煤的熱值利用？11、試述高爐溫對半水煤氣的生產(chǎn)有哪些有利的方面，同時又有哪些不利的方面？12、間歇式生產(chǎn)半水煤氣的工作循環(huán)的長短對生產(chǎn)過程有什么樣的影響？13、試述固定床間歇式生產(chǎn)半水煤氣的煤氣發(fā)生爐中，燃料層的高度對生產(chǎn)過程有什么樣的影響？14、目前還存在哪些煤氣化

3、技術(shù)，與固定床間歇式生產(chǎn)相比有什么樣的優(yōu)勢？15、固定床間歇式制氣對煤種的要求主要有哪些？第二部分脫硫1、試述半水煤氣中硫分的主要存在形式?2、試述半水煤氣脫硫的必要性。3、脫硫方法按脫硫劑的狀態(tài)分可分為和。4、試述鉆鋁加氫一氧化鋅法脫硫的原理。5、試述活性炭法脫硫的原理。6、試述濕式氧化法脫硫的主要原理。第三部分變換1、在合成氨生產(chǎn)中變換工段的主要作用為O2、寫出變換反應(yīng)的化學平衡方程式，并說明從化學平衡的角度考慮，如何提高CO的變換率?3、變換反應(yīng)的反應(yīng)速率主要受哪些因素的影響？是如何影響的？4、變換反應(yīng)的催化劑主要有哪些種？各有什么特點?5、催化劑的主要成分是什么？什么叫催化劑的中毒？催

4、化劑的中毒分哪幾類？6、水蒸汽的用量對變換過程有什么影響？7、為什么認為加壓變換比常壓變換有優(yōu)勢？8、試述溫度對變換的反應(yīng)速度是如何影響的，為什么？簡述變換爐內(nèi)溫度控制的原則。9、試畫出加壓變換的工藝流程圖，并敘述工藝氣在整個工段的流動路線。10、試述飽和熱水塔的結(jié)構(gòu)和作用。第四部分脫碳1、目前存在哪些脫碳方法？試述一下大致的原理。2、寫出改良熱鉀堿法脫碳的化學平衡方程式，并說明如何提高CO2脫除的效果？3、二段吸收二段再生的工藝流程與一段吸收一段再生的流程相比有什么優(yōu)勢？4、碳酸丙烯脂法脫碳吸收和再生的原理是什么？如何提高吸收和再生的效果？第五部分原料氣的精制1、原料氣為什么要進行最后的精制

5、？2、目前原料氣精制的方法有哪些？各有什么特點？分別適用于什么樣的流程？3、銅氨液的主要成分是什么？各組分的作用是什么？4、寫出銅氨液吸收CO的化學平衡方程式，并說明如何提高CO脫除的效果？5、銅氨液再生的原理是什么？第六部分氨的合成1、寫出氨合成反應(yīng)的化學平衡方程式，并說明從化學平衡的角度看如何提高平衡氨的含量？2、氨合成的反應(yīng)速度受哪些因素的影響？是如何影響的？3、氨合成催化劑的活性組份是什么？在還原時應(yīng)注意哪些方面？能引起氨合成催化劑中毒的因素有哪些？4、試述壓力對氨合成的功耗的影響。5、試述氨合成塔催化劑床層中的溫度是如何控制的。6、試述合成塔的空速對合成操作的影響。7、試述合成回路中

6、的惰性氣體含量對合成操作的影響。8、試述合成塔入口氨含量的高低對合成操作的影響。9、畫出傳統(tǒng)中壓氨合成的工藝流程圖，并敘述工藝氣在流程中的流動路線第七部分其它一、選擇題1.工業(yè)合成氨的反應(yīng)是在500C左右進行，主要原因是（）A. 500C時反應(yīng)速率最快B. 500C時1鞏的平衡濃度最大C. 500c時風的轉(zhuǎn)化率最高D. 500c時催化劑能發(fā)揮最大效力2.在1L容器中有ZamoGI,和2am。%，設(shè)法使反應(yīng)達平衡，測得電轉(zhuǎn)化率為20%,此時吃的濃度是（）A.1.8amol/LB.1.6amol/LC.0.8amol/LD.0.4amol/L3 .對于可逆反應(yīng)電+3凡工+Q下列說法正確的是（A.達

7、平衡時反應(yīng)物和生成物的濃度都相等B.達平衡后加入電，當重新達到平衡時，照的平衡濃度比原平衡時增大，瑪?shù)臐舛缺仍胶鈺r減少（反應(yīng)前后體積不變）。C.達到平衡時，升高溫度，加快了吸熱反應(yīng)速率，降低了放熱反應(yīng)速率，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動。D.達平衡后加入應(yīng)，當重新達到平衡時，電在混合氣中體積分數(shù)增大。4 .下列平衡體系8國+2H6=5加®+Q為了增加甲醇產(chǎn)量，工廠應(yīng)采取的正確措施A.高溫，高壓B.適宜溫度，高壓、催化C.低溫，低壓D.低溫，高壓，催化劑5 .合成氨廠所需應(yīng)可由煤與水反應(yīng)制得，其中有一步反應(yīng)為8(g)+HQ(g)=C0?+H2®+Q欲提高。轉(zhuǎn)化率可采用的方法是降低

8、溫度；增大壓強；使用催化劑；增大CQ濃度；增大水蒸氣濃度A.B.C.D.6 .下列反應(yīng)達到平衡后，加壓并降溫，平衡有可能不移動的是A. 2NO2=N2O4+QB. N2+2O2-2NO2-QC. CO+NO2=CO2+NO+QD. 4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)+7 .可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)2C(g)+Q在達到平衡時，要使C的濃度達到最大值，最適宜的條件是A.低溫、高壓B.高溫、低壓C.高溫、高壓D.使用合適的催化劑8 .現(xiàn)有一可逆反應(yīng)：A+B-2C,達到平衡后，若增大壓強，體系中C的百分含量減少。下列敘述正確的是A. B為固體，A、C為氣體B. A、B、C都是氣體C.降溫后C

9、的濃度增大D.A為氣體，B、C為固體9.對于平衡體系：A+B(固)-C,增加壓強，B的轉(zhuǎn)化率增大，則A和C的狀態(tài)應(yīng)是A.C是固體，A是氣態(tài)B.C是氣態(tài)，A是固態(tài)C.A是氣態(tài)，C是氣態(tài)D.A是固態(tài)，C是固態(tài)10 .工業(yè)合成氨時，必須除去原料氣中的雜質(zhì)，其主要原因是（）。A.減少副反應(yīng)B.提高N2、H2的濃度C.防止催化劑中毒D.有利于平衡移動11 .能夠使合成氨反應(yīng)進行的程度增大的措施是（）。A.升高溫度B.降低壓強C,使用催化劑D.不斷移去NH312 .合成氨反需的H2,由煤和水發(fā)生反應(yīng)制得，其中一步反應(yīng)為：8®+4。®一8胞+E胞+Q,欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高，同時提高H2的

10、產(chǎn)率，可以采取的措施是()。A.加大水蒸氣的濃度B.增大CO的濃度C.降低溫度D.增大壓強13 .在合成塔中安置熱交換器的目的是()。A.預熱原料氣以利于NH3的合成B.降低出塔氣體的溫度，以利于NH3的分離C.終止合成氨的反應(yīng)D.降低出塔混合氣的壓強14.在平衡8®+2H越加甲醇的產(chǎn)量，工廠應(yīng)采取的正確措施是（）A.高溫、高壓B.適宜溫度、高壓、催化劑C.低溫、低壓D.低溫、高壓、催化劑15.有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中，正確的是A.從合成塔出來的混合氣體，其中NH3只占15%,所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低。B.由于氨易液化，N2、H2在實際生產(chǎn)中是循環(huán)使用，所以總體來說氨的產(chǎn)率很高。C

11、.合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500C,目的是使化學平衡向正反應(yīng)方向移動。D.合成氨廠采用的壓強是2口尸”5*也距,因為該壓強下鐵觸媒的活性最大。16 .一定溫度壓強下，2t啊=電+3已達到平衡時，氨的轉(zhuǎn)化率為50%,此時平衡混合氣的密度與氨未分解時的密度之比為（A.1:1B.2:3C.3:2D.2117 .Z%是氣體生成物在平衡體系中的百分含量，tc為溫度，下列反應(yīng)中符合下圖曲線的A.|曰B,%+3H四-3阻®+Q04阻9+5。退一期。©皿。+QD.犯。何一國。信他18 .當可逆反應(yīng)叼"3%出音舞上NHa+Q達到平衡后，如果再加入H2,則下列說法不正確的是（）A.

12、正反應(yīng)速率加快B.平衡向右移動C.達到平衡時，H2的量比原來的少D.達到平衡時，NH3的量比原來的多19 .對于可逆反應(yīng)A倜+3B佝2型®+Q圖圖像正確的是（）AB20 .合成氨時，假設(shè)其他條件相同，下列反應(yīng)的混合物中，可以獲得最多氨氣產(chǎn)量的氫氣、氮氣的體積比是（）。A.1:1B.6:4C.7:3D.8:、計算題1 .298K時，合成氨反應(yīng)的熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)十92.4kJ,在該溫度下，取1mol的N2,3mol的H2,放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ,其原因是什么？2 .在某溫度時，2SO2+O2

13、=2SO3已達平衡，各物質(zhì)的濃度分別為：c(SO2)=0.1mol/L,c(O2)=0.05mol/Lc(SO3)=0.9mol/L如果溫度保持不變，而將混合物的總體積縮小一半，試通過計算說明平衡移動方向。3 .將2LN2和6LH2充入密閉容器反應(yīng),達到平衡時，混合氣體的體積為7.2L,計算：(1)反應(yīng)達到平衡后，各氣體的質(zhì)量分數(shù)。(2)N2轉(zhuǎn)化為NH3的轉(zhuǎn)化率。(3)混合氣體中NH3全部被0.005L水吸收，所得氨水的物質(zhì)的量的濃度是多少？質(zhì)量分數(shù)是多少？(氨水的濃度為0.96/mL,氣體在標準狀況下)4.把H2和N2按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H2的3.6倍，取0.5mol該混合氣

14、體盛入密閉容器中，使其發(fā)生反應(yīng)并在一定的條件下達到新平衡，已知反應(yīng)達到平衡后壓強是相同條件下反應(yīng)前壓強的0.76倍。(1)求反應(yīng)前混合氣體中N2和H2的體積比;(2)求達到平衡時混合氣體中氨的物質(zhì)的量;圖:珥00F式QH%空氣二次轉(zhuǎn)化(KKT行左端)H10tg)K1c9匈L-lKHCOjCO,(3)求平衡后N2的轉(zhuǎn)化率。三、簡答題1 .利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下8禹CH.dO%)»4t依據(jù)下述流程，完成下列填空:(1)天然氣脫硫時的化學方程式是(2) nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9nmol、產(chǎn)生H2mol(用含n的代數(shù)式表示)。(3) %。3觸和CO2反應(yīng)在加壓下進

15、行，加壓的理論依據(jù)是A.相似相溶原理B.勒沙特列原理C.酸堿中和原理(4)由RHC5分解得到的CO2可以用于(寫出CO2的一種重要用途)。(5)整個流程有三處循環(huán)，一是陰的晡循環(huán)，二是c。心力循環(huán)，請在上述流程力中標由第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。答案：2. C提示：列出反應(yīng)式即可求解。3. B、D4. B5. C提示：此反應(yīng)前后氣體的體積不變，因此增加壓強不會改變化學平衡。6. B、D提示：加壓、降溫時平衡移動方向剛好相反，要出現(xiàn)平衡不發(fā)生移動的情況，只有下面兩類可逆反應(yīng)：氣體體積減小的反應(yīng)方向又是吸熱的方向，或是氣體體積增大的反應(yīng)方向而又是放熱的方向，才符合本題的要求。7. A提示：按

16、題意知，使平衡向右移動就能使產(chǎn)物C的濃度增大。根據(jù)化學方程式，向右進行的反應(yīng)是氣體體積減小和放熱的反應(yīng)。各選項提供的條件對平衡移動方向的影響情況是：A項低溫、高壓都有利于平衡向右移動；B項高溫、低壓都有利于平衡向左移動；C項高溫有利于平衡向左移動，高壓有利于平衡向右移動；D項催化劑只能提高反應(yīng)速率，不影響平衡移動。8. A提示：對于可逆反應(yīng)：A+B=2C來說：增大壓強，體系中C的百分含量減少，即平衡向逆反應(yīng)方向移動。根據(jù)平衡移動原理可知增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動。由以上可知，逆反應(yīng)方向就是氣體體積減小的方向。所以C必須是氣態(tài)物質(zhì)，A和B至少應(yīng)有一種是固體。故應(yīng)選A9. A提示：“增

17、加壓強，B的轉(zhuǎn)化率增大”，即向正反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)方向是氣體體積減小方向。又因B為固體，A、C的系數(shù)都為1,所以A必須是氣態(tài)，C必須是固體。10. 選項為Co因為雜質(zhì)的存在會引起催化劑中毒。11. .選項D。從影響平衡移動的角度考慮，合成氨工業(yè)是一個擴體積和放熱反應(yīng)。12. .選項為A、Co即從平衡向正向移動的角度來分析。13. .A、Bo14. .選項B。溫度的選擇既要考慮反應(yīng)速度，又要考慮平衡移動。16 .選項為Bo通過轉(zhuǎn)化率計算出平衡時和起始時氨的物質(zhì)的量并計算出平均分子量，而密度之比即相對分子質(zhì)量之比。17 .選項為Co溫度升高，Z%減小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，壓強增大，Z%減小

18、，所以正反應(yīng)為擴體反應(yīng)。18 .Co因為加入H2后平衡正移，但H2的轉(zhuǎn)化率降低，而H2的量應(yīng)該是增多的。19 .選項為A。分析此反應(yīng)是一個縮體反應(yīng)又是一個放熱反應(yīng)。20.選項為C,因為H2和N2的體積比越接近系數(shù)比產(chǎn)量越高。二、1.該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，在密閉容器中達到平衡時，1mol的N2和3mol的H2不能完全轉(zhuǎn)化為2molNH3,因此實驗放熱要小于理論值92.4kJ。2,解：2SO2+O2-2SO3平衡濃度/(mol/L)0.10.050.9匕_胤平廳一二曠.儂。*5。了儀OQCOl/x0.05當總體積縮小一半時，各氣態(tài)物質(zhì)的濃度增大一倍。由于溫度末變，故K不變=(2：09尸_1_I會。c(SO3)a(Oa)(2x0,If(2x0,05)2Q1)隈005欲使平衡常數(shù)保持不變，必須增大分子，減小分母，就是說必須增大SO3的濃度，所以平衡必然向正反應(yīng)方向移動。3 .(1)N222.2%H266.7%NH311.1%20%(3)6.1mol/L10.8%。4 .利用H2和N2混合氣體的密度可得出H2、N2混合氣體的平均摩爾質(zhì)量。用十字交叉法即可解出，H2、N2的物質(zhì)的最之比。假設(shè)出反