陕西科技大学期末考试复习题第五期

陕西科技大学期末考试复习题——第五期陕西科技大学编机电过控系审第一篇工业化学基础陕西科技大学试题纸课程工业化学基础班级学号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分阅卷人一，填空，25分，每题1分1、合成氨原料气中的硫分为无机硫H2S和有机硫CS2、COS、硫醇、噻吩、硫醚等。

2、气体脱硫方法按脱硫剂的形态可分为两类，一类是干法脱硫，一类是湿法脱硫。

湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。

3、煤气发生炉可根据使用气化剂和煤气热值不同，一般可以分为空气煤气、混合煤气、水煤气、半水煤气。

4、热能回收有两种方式，一种是余热副产蒸汽，一种是加热锅炉给水。

5、煤的气化是指利用煤或半焦与气化剂进行多相反应产生碳的氧化物、氢气、甲烷的过程。

6、对于移动床气化炉而言，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为空气层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层。

7、合成氨过程中，要求半水煤气的组成满足：n(CO+H2)/n(N2)=3.1-3.2。

8、根据自控水平及维护炉内工作状况稳定的原则，一般循环时间为2.5-3min。

9、在间歇制气过程中，要求在正常生产条件下，吹出物量不应超过总入炉燃料量的4%，一般生产1 m3的半水煤气，约消耗0.95-1.05m3的空气。

10、烃类蒸汽转化催化剂中，活性组分是镍，但其以氧化镍形式存在于催化剂中，因此在使用时必须先用氢气或一氧化碳进行还原。

,11、目前常用于合成氨原料气精制的方法有铜氨液洗涤法、甲烷化法和液氮洗涤法。

12、铜洗工艺流程由吸收和再生两部分组成。

13、氨合成塔通常由外筒和内件两部分组成。

14、目前常用合成塔塔形有冷管式和冷激式。

15、提高压力、降低温度和减少惰性气体，平衡氨含量随之提高。

16、合成氨温度控制的关键是催化床层热点温度和入口温度的控制。

17.硫铁矿的焙烧，主要是矿石中的二硫化铁与空气中的氧反应，生成二氧化硫炉气。

18.硫铁矿焙烧，当空气过剩量大时，最后生成红棕色的固态物质三氧化二铁；当空气过剩量小时，则生成黑色固态物质四氧化三铁。

19.影响硫铁矿焙烧速率的因素有温度、矿料的粒度和氧的浓度。

20.沸腾焙烧炉的炉内空间可分为空气室、沸腾层和上部燃烧空间三部分。

21.二氧化硫催化氧化器通常采用多段换热的形式，段间换热主要有间接换热式和冷激式两种。

间接换热又分为内部间接换热和外部间接换热。

22.冷激方式有炉气（SO2）冷激、空气（O2）冷激两种方式。

23.空速是每小时通过1m3催化剂床层的气体标准体积数，m3（气体）/m3(催化剂）·h空时（接触时间）是表示气体混合物流过床层的平均逗留时间。

24，水质污染的五个指标是悬浮物，有机物浓度，PH值，水质的细菌污染指标，水中有毒物质指标。

25，工业三废是指废水，废渣，废气，废气处理的两个主要方法是脱硫和脱硝。

二，判断选择,15分，每题0.51.浓硫酸中结晶温度最低的是98.3%的硫酸。

（×）2.硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大，于98.3%时达到最大值。

（√ ）3.减小硫铁矿粒度，可以增加接触面积，从而焙烧速率加快。

（√ ）4.提高除酸雾效率，采取逐级减小酸雾粒径逐级分离的方法。

（×）5.二氧化硫氧化为三氧化硫的反应为可逆吸热、体积增大的反应。

（×）6.二氧化硫炉气中水蒸气的分压大于浓硫酸液面上的水蒸气分压时，炉气即被干燥。

（√ ）7.“两转两吸”流程比“一转一吸”流程最终转化率高。

（√ ）8.三氧化硫的吸收，从吸收的角度考虑，酸温高好。

（×）9、由氨合成反应特点可知，提高温度、降低压力有利于氨的生成。

（×）10、铁催化剂在还原前的主要成份是Fe2O3和FeO。

（√ ）11、要使平衡氨含量尽量增大，应增大混合气体中惰性气体含量。

（×）12、传统磁铁催化剂中，当Fe2＋/Fe3＋等于或接近0.5时，催化剂还原后的活性最好。

（√ ）13、原料气中CO2可使氨合成催化剂永久中毒。

（×）14、氨合成时，提高压力，可提高氨净值。

（√ ）15、在一定的空速下，合成压力越高，出口氨含量越高。

（√ ）16、由于惰性气体既不参与反应，也不毒害催化剂，所以对氨合成无影响。

（×）17、氨合成时，惰性气体的放空位置应选择在惰性气体含量高而氨含量最小的地方。

（√ ）18、氨合成反应过程属于气—固相非催化反应过程。

（×）19、在其他条件一定时，增加空间速度能提高催化剂生产强度。

（√ ）20、甲烷化法是在催化剂镍的作用下将一氧化碳、二氧化碳加氢生产甲烷而达到气体精制的方法。

甲烷化过程消耗氢气而生成无用的甲烷。

甲烷化是甲烷转化的逆反应。

（√）21、以空气为气化剂生产的煤气叫做水煤气，其组成中含有大量的H2和CO，发热量很高，可作为燃料。

（×）22、煤气中的硫主要以SO2、硫醇形式存在。

（×）23、水碳比越高，越有利于甲烷的蒸汽转化。

（√）24、压力越高，越有利于甲烷的蒸汽转化。

（×）25、提高转化温度，有利于甲烷的蒸汽转化，同时可抑制析碳反应的进行。

（×）26、二段转化过程中，要求催化剂中镍含量要高。

（×）27、烃类蒸汽转化催化剂的永久性毒物主要是硫化物及砷化物。

（×）28、在氨合成塔中安置热交换器的目的是（ A ）。

A、预热原料气调节合成塔温度以利于NH3的合成B、降低出塔气体的温度，以利于NH3的分离C、终止合成氨的反应D、降低出塔混合气的压强29、氨合成时，惰性气体的存在会降低H2、N2气的分压，对反应（C ）A、平衡有利，速度不利B、平衡不利，速度有利C、平衡和速度都不利D、平衡和速度都有利30、氨合成时，采用（D ）方法可提高平衡氨含量A、高温高压B、高温低压C、低温低压D、低温高压三，简答,40分1、合成氨原料气为何要进行脱硫？答：硫是各种催化剂的毒物。

对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醇合成催化剂、氨合成催化剂等的活性有显著的影响。

硫化物还会腐蚀设备和管道，给后工序的生产带来许多危害。

因此，对原料气中硫化物的清除是十分必要的。

同时，在净化过程中还可得到副产品硫磺。

2.影响一氧化碳平衡变换率的因素有哪些？如何影响？答：1．温度的影响。

温度降低，平衡变换率提高，变换气中一氧化碳的平衡量减少。

2. 水蒸气与一氧化碳体积比：在温度一定的情况下，一氧化碳平衡变换率随H2O/CO 提高而增加，其趋势是先快后慢。

3．压力：反应为等体积反应，压力对平衡变换率无影响。

4．二氧化碳量：降低CO2量，有利于提高一氧化碳的变换率。

3、写出氨合成反应的化学平衡方程式，并说明从化学平衡的角度看如何提高平衡氨的含量？答：1/2N2＋3/2H2==NH3ΔH298=－46.22 kJ/mol影响平衡氨含量的因素：温度、压力、氢氮比的影响、惰性气体含量的影响，提高平衡氨含量方法：提高压力、降低温度和减少惰性气体含量。

氨合成反应必须有适当的催化剂才有可观的反应速度，没有催化剂，即使在很高压力下反应速度也很小，生成的氨浓度很低。

常用的催化剂主要是铁催化剂。

催化剂组成Fe3O4,活性组分是金属铁。

4、氨合成的反应速度受哪些因素的影响？是如何影响的？温度：氨合成反应时可逆放热反应，存在最佳温度，其值由组成、压力和催化剂的性质决定。

在影响反应定压力下，氨含量提高，相应的平衡温度和最佳温度下降；压力提高平衡温度与最佳温度也相应提高。

压力：从速度方程可看出，提高压力可使正反应速度增加大于逆反应速度增加，所以一般选择较高压力。

同时必须在较高压力下才有可观的速度。

氢氮比：如前所述反应达到平衡时，氨浓度在氢氮比为3事有最大值。

然而比值为3时反应速率并不是最快的。

惰性气体：对惰性气体含量的增加，反应速率下降因此降低惰性气体含量反应速率加快，平衡氨含量提高。

内扩散：本征反应动力学方程式末考虑外扩散、内扩散的影响。

实际生产中，由于气体流量大，气流与催化剂颗粒外表面传递速率足够快，外扩散的影响可以忽略，但内扩散阻力却不能忽略，内扩散速率影响氨合成翻译的速率。

5.生产硫酸的三个基本工序，及每个工序的反应方程式。

答：1）焙烧工序4FeS2 + 11O2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO22）转化工序SO2 + 1/2O2 = SO33）吸收工序SO3 + H2O = H2SO46.生产硫酸过程中，除去二氧化硫炉气杂质的方法有哪些？答：1）矿尘的清除采用旋风分离器或电除尘器2）砷和硒的清除采用水或稀硫酸降温洗涤3）酸雾的清除采用电除雾器7.提高焙烧反应速率的途径有哪些？①提高操作温度。

但不宜太高，太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。

通常温度范围为900℃左右。

②减小硫铁矿粒度。

可以减小扩散阻力，增加接触面积。

③提高入炉空气氧含量。

8. 石油的一次加工、二次加工介绍答：石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。

石油的二次加工方法有：（1）催化重整催化剂：铂、铂铼重整；铂+其他两种或以上（铼、钯、铱、铑）目的：获得高辛烷值汽油——使正构烷烃异构化；生产芳烃（比如三苯）——非芳烃发生芳构化。

步骤：（若主要目的为（2）时）原料油预处理：预分馏——切去65/80℃；预加氢——除杂：H2O、As、S、N2、Cu催化重整：多段固定床催化反应器溶剂抽提（萃取）：萃取芳烃（如二甘醇）（2）催化裂化催化裂化的原料: 常减压馏分油、催化裂化回炼油、延迟焦化的重质馏分油等。

目的：常减压精馏所得的轻质油太少，为获得更多轻质油，对重质馏分二次加工，也是得到“三烯”、“三苯”的重要手段；主要步骤：（1）反应-再生系统：反应和再生分别在反应器和再生器中完成。

（2）分馏系统：裂化反应器——高温油气——分馏塔塔顶：富气、粗汽油、轻重柴油塔底：重质油、油浆（含催化剂细粉）。

（3）吸收-稳定系统：作用：加工富气、粗汽油；（3）催化加氢裂化（4）烃类热裂解9. 浓度、温度、压力对化学平衡、反应速率的影响？答：浓度根据反应平衡移动原理，反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动。

从反应速率式可知，反应物浓度越高，反应速率越快。

温度对于吸热反应，△H＞0,平衡常数随着温度升高而增大，有利于反应，产物的平衡产率增加。

对于放热反应，△H＜0，平衡常数随着温度升高而减小，平衡产率降低。

反应速率常数随温度升高而增加。

压力压力对液相和固相反应的平衡影响较小。

气体的体积受压力影响大，故压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大，其规律为：（1）对分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率；（2）对分子数减小的反应，压力升高，产物的平衡产率增大；（3）对分子数没有变化的反应，压力对平衡产率无影响。