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1、1全国注册化工工程师考试培训教材 注册注册 化工工程师化工工程师 执业资格考试执业资格考试 专业考试专业考试ZHUCEZHUCE HUAGONGHUAGONG GONGCHENGSHIGONGCHENGSHIZHIYEZHIYE ZIGEZIGE KAOSHIKAOSHI ZHUANYEZHUANYE KAOSHIKAOSHI 复习教材与复习教材与 练习题练习题 FUXIFUXI JIAOCAIJIAOCAI YUYU LIANXITILIANXITI天津大学化工学院 主编天 津 大 学出版社 TIANJINTIANJIN UNIVERSITYUNIVERSITY PRESSPRESS 1目目
2、 录录第一章 物料、能量平衡1 第二章 热力学过程22 第三章 流体流动过程25 第四章 传热过程36 第五章 传质过程46 第六章 化学反映动力学及反应器70答案79 第七章 化工工艺设计88答案92 第八章 化工工艺系统设计95答案101 第九章 工程经济分析105答案107 第十章 化工过程项目管理108答案111 模拟试题（一）112 一、知识概念题: 112答案127 二、案例分析题: 135答案147 模拟试题（二）165 一、知识概念题: 165答案179 二、案例分析题: 189答案2001第一章第一章 物料、能量平衡物料、能量平衡1-21-2 在苯氯化生产氯苯过程中，已知：氯
3、化塔每小时生产纯氯苯800kg，从氯化塔出来的氯化液的组成为： C6H6 68（质量百分数，下同） 、C6H5Cl 30、C6H4Cl2 1.5、HCl 0.5。操作温度82 ，进料苯的纯 度为100、氯气纯度为95（体积百分数） 。假定氯气全部参与反应，则排出气体的质量为（ ） 。 A278.07kg B294.67kg C291.4kg D308.0kg 答案：1-2 A A答案正确。 物料计算基准为1小时，反应方程式：相对分子质量： 78 71 112.5 36.5副反应78 271 147 236.5 （1）氯化液质量的计算 已知氯化液中含800kg一氯化苯，质量百分数为30。所以氯化
4、液的质量为kg26673 . 0 800氯化液中除氯苯外，其他组分的质量为C6H6：26670.681813.6kgC6H4Cl2：26670.01540kgHCl：26670.00513.33kg （2）参与氯化反应的物料的计算 反应苯的量：主反应和副反应消耗苯量kg57614778405 .11278800消耗Cl2量为kg54414727140112.571800生成HCl量为kg4 .2791475 .362405 .1125 .36800（3）加料量的计算 加入苯的量为：18175762393 kg 把氯气纯度体积分数换算成质量百分数（假定氯气中惰性气体为空气，平均相对分子质量为29
5、）则氯气纯度为：%9 .97%10005. 02995. 07195. 071加入氯气量为：kg556979. 01544其中惰性气体为55654412 kg （4）排出气体的质量计算 排出气体的质量为279.413.3312278.07 kg B答案错误。解法中，将氯气纯度体积百分数没有换算成质量百分数。计算为：加入氯气量kg6 .57295. 015442其中惰性气体为572.654428.6 kg 排出气体的质量为：279.413.3328.6294.67kg C答案错误。计算过程中，在排出气体中没有减掉氯化液带出的HCl量，即279.412291.4 kg D答案错误。错误点与B和C相
6、同，即：279.428.6308.0kg 1-31-3 硫酸铝可由含Al2O3的混合物与H2SO4反应制得。反应方程如下：Al2O3混合物中含杂质44.6（质量百分数，下同） ，原料硫酸为80 H2SO4，其余为H2O。应用1100kg Al2O3，2510kg 80 H2SO4。则过量的一种原料的转化率是（ ） 。假定Al2O3全部转化。 A70.42 B87.4 C69.96 D29.13 答案：1-3 B B答案正确。 按反应方程式和已知条件计算如下： Al2O3相对分子质量为102，Al2(SO4)3相对分子质量为342，H2SO4相对分子质量为98。 加入硫酸量（80）为2510kg
7、，含纯H2SO4量为25100.82008 kg20.49kmol 加入原料Al2O3混合物1100kg，含纯Al2O3为11000.554609.4 kg5.97kmol 参加反应的H2SO4量应为5.97317.91kmol 在反应系统中H2SO4过量，过量20.4917.912.58kmolH2SO4转化率为 %4 .87%10049.2091.17A答案错误。将Al2O3原料中杂质含量44.6看成Al2O3含量，则参加反应的Al2O3的量为 11000.446490.6 kg4.81kmol 需要H2SO4量为4.81314.43kmol H2SO4过量为20.4914.436.06k
8、molH2SO4的转化率为%42.70%10049.2043.14C答案错误。将原料80的硫酸看作是纯H2SO4计算，即2510 kg的纯H2SO4为25.6 kmol硫酸的转化率为：%96.69%1006 .2591.17D答案错误。计算中没有注意反应方程式中各化合物的系数平衡关系，即每一个摩尔的Al2O3反应需要3 个摩尔的H2SO4。而做题时，用每一个摩尔的Al2O3反应需要的是1个摩尔的H2SO4。即5.97kmol Al2O3反应需 要5.97 kmolH2SO4，则H2SO4转化率为%13.29%10049.2097. 51-41-4 在利用硫化矿提炼锌时，硫酸是副产物。该矿中含Z
9、nS 65（质量百分数，下同） ，其他35为惰性 物质。生产过程如下反应方程所示，最后可以得到98的硫酸，硫的回收率为99，每天处理硫化矿 186t。 反应方程式为3则每天需要水的量是（ ） 。 A24.67 t B22.2 t C2.47 t D24.92 t 答案：1-4 AA答案正确。根据反应方程式可知当1摩尔的ZnS反应时，就可以产生1摩尔的H2SO4即可以产生98的H2SO4 100 g。根据题意硫的回收率为99，再进行计算。（1）每天处理186 t矿石，则内含ZnS量为18610000.65120900 kg实际反应能得到硫酸的ZnS量为1209000.99119691 kg119
10、691 kg ZnS为1233.9kmol，即可生成1233.9 kmol H2SO4，质量为120922.2kg，可以得到98的硫酸kg0 .12339098. 02 .120922（2）用水量计算：吸收SO3形成H2SO4用水量为1233.91822.2 t，形成98 H2SO4用水量为 123390.0120 922.22.47 t每天消耗水量为22.22.4724.67 tB答案错误：将生成的H2SO4的摩尔数看作所需要的水的摩尔数，即1233.91822.2 t，没有计算 形成98硫酸时需要水量。C答案错误：计算时没有考虑吸收SO3形成100H2SO4时消耗水量，即只计算形成98时的
11、水量为 123390.0120922.22.47 t。D答案错误：计算过程中没有考虑题中给的硫的回收率为99，即每天处理186 t ZnS。含ZnS为 18610000.65120900 kg。ZnS摩尔数为1246.4 kmol，则需要水量为1246.41822.43 t和2.49之 和即24.920 t。 1-51-5 在年生产1500 t乙苯脱氢制取苯乙烯装置中，加入水蒸气量为2.6 kg水蒸气/kg苯乙烯，进入温度 650下乙苯转化率为44.4。苯乙烯收率为40，其余副产为苯3、甲苯5、焦炭2。装置年工作 日为300天，已知原料乙苯的纯度为98（质量百分数） ，其余为甲苯。则反应后气体
12、的产生总量为（ ） 。A8.62 kg B8.35 kg C8.53 kg D7.676 kg 答案：1-5 C C答案正确。 化学反应方程式C6H5C2H5C6H5CHCH2H2106 104 2C6H5C2H5H2C6H5CH3CH4106 2 92 16C6H5C2H5C6H6C2H4106 78 28C6H5C2H57C3H2CH4106 712 32 16 （1）每小时苯乙烯的产量为2kmol/hkg3 .20824300100015004每小时需要乙苯量为：kg/h5301064 . 0 2每小时转化的乙苯的量：5300.444235.32kg/h2.22 kmol/h 未反应的乙苯量：530235.3294.7kg/h 每小时需要水蒸气的量：5302.61378kg每小时需要工业原料乙苯量：，甲苯量10.8 kgkg8 .54098. 0530（2）产物中各组分的量 苯乙烯：208.3 kg甲苯：kg218 .109205. 010632.235苯量：2.220.03785.23 kg 焦炭：2.220.027123.72 kg 乙苯：294.7 kg 乙烯（气）2.220.
