注册化工工程师执业资格考试练习题及答桉

全国注册化工工程师考试培训教材注册化工工程师执业资格考试专业考试ZHUCE HUAGONG GONGCHENGSHIZHIYE ZIGE KAOSHI ZHUANYE KAOSHI复习教材与练习题FUXI JIAOCAI YU LIANXITI天津大学化工学院主编天 滓 大 学 出 版 社TIANJIN UNIVERSITY PRESS目录第 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(-).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.200第 一 章 物 料、能量平衡1-2 在苯氯化生产氯苯过程中，已知：氯化塔每小时生产纯氯苯80 0 kg,从氯化塔出来的氯化液的组成为:C6 H 6 6 8%（质量百分数，下同）、Ce H s Cl 3 0%、G H Q k 1.5%、H C1 0.5%。操作温度82 ,进料苯的纯度为1 0 0%、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（）oA.2 7 8.0 7 kg B.2 94.6 7 kg C.2 91.4 kg D.3 0 8.0 kg答案：1-2 AA.答案正确。物料计算基准为1 小时，反应方程式：C6H6+Cl2:-M C6H5cl+HCI相对分子质量:7 8 7 11 1 2.5 3 6.5副反应C6H6+2CI2C6H4cq+2HCI7 82 X 7 11 4 7 2 X 3 6.5（1）氯化液质量的计算已知氯化液中含80 0 kg -氯化苯，质量百分数为3 0%。所以氯化液的质量为80 0=2 6 6 7 kg氯化液中除氯苯外，其他组分的质量为C6 H 6：2 6 6 7 X 0.6 8=1 81 3.6 kgC6H.,C12：2 6 6 7 X 0.0 1 5 =4 0 kgH C1：2 6 6 7 X 0.0 0 5 =1 3.3 3 kg（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7 8 7 880 0 x-+4 0 x 1 1 2.5消耗Ch 量为7 180 0 x1 1 2.5生成H C1 量为80 0 x -1 1 2.51 4 7=5 7 6 kg+40 x =5 4 4 kg1 4 7+4 0 x 2x 36-5=2 7 9.4 kg1 4 7（3）加料量的计算加入苯的量为：1 81 7 +5 7 6=2 3 93 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2 9）则7 1 x0.95氯气纯度为：7 1 x0.95 +2 9x0.0 5x l 0 0%=97.9%加入氯气量为：5 4 4 篇=5 5 6 kg其中惰性气体为5 5 6 5 4 4=1 2 kg（4）排出气体的质量计算排出气体的质量为2 7 9.4-1 3.3 3+1 2 =2 7 8.0 7 kgB.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544x总=572.6 kgU.zJ其中惰性气体为5 7 2.6-5 4 4=2 8.6 kg排出气体的质量为:2 7 9.4-1 3.3 3+2 8.6=2 94.6 7 kgC.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H C1 量，即2 7 9.4 +1 2=2 91.4 kgD.答案错误。错误点与B.和C.相同，BP：2 7 9.4+2 8.6=3 0 8.0 kg1-3 硫酸铝可由含A 1 4 的混合物与1 1 2 s o“反应制得。反应方程如下：AI2O3+3H2so4 AI2（SO4）3+3H2OA I 2 O 3 混合物中含杂质4 4.6%（质量百分数，下同），原料硫酸为80%H z SO a,其余为H Q。应用1 1 0 0 kg A kO s2 5 1 0 kg 80%H 2 SO 1。则过量的一种原料的转化率是（假定A 1&全部转化。A.7 0.4 2%B.87.4%C.6 9.96%D.2 9.1 3%答案：3 BB.答案正确。按反应方程式和已知条件计算如下：A L O；，相对分子质量为1 0 2,A k（S 0 3 相对分子质量为3 4 2,H?SO,相对分子质量为98。加入硫酸量（8 0%）为2 5 1 0 kg,含纯I bSO s 量为2 5 1 0 X 0.8=2 0 0 8 kg=2 0.4 9kmol加入原料A l。混合物1 1 0 0 kg,含纯A I 2 O 3 为1 1 0 0 X 0.5 5 4=6 0 9.4 kg=5.97 kmol参加反应的H 2 SO 量应为5.97 X 3 =1 7.91 kmol在反应系统中H 2 s 0“过量，过量2 0.4 9-1 7.91=2.5 8kmol17 91H g转化率为 痴 行X1OO%=87.4%A.答案错误。将A 1。原料中杂质含量4 4.6%看成A 1。含量，则参加反应的A I 2 O 3 的量为1 1 0 0 X 0.4 4 6=4 90.6kg=4.81 kmol需要H z SO,量为4.8 1 X 3=1 4.4 3 kmolH 2 s oi过量为2 0.4 9-1 4.4 3=6.0 6 kmol14 43 _的 转 化 率 为 赤 存X100%=70.42%C.答案错误。将原料8 0%的硫酸看作是纯H z SO,计算，即2 5 1 0 kg 的纯H 6 0,为2 5.6 kmol17 91硫酸的转化率为：xl00%=69.96%25.6D.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A kO s 反应需要3 个摩尔的H z SO i。而做题时，用每个摩尔的A h O s 反应需要的是1 个摩尔的H 6 0,。即5.97 kmol A 1 G 反应需要5.97kmolH2S 0 则H 2 SO 1 转化率为5 97-xl00%=29.13%20.491-4 在利用硫化矿提炼锌时，硫酸是副产物。该矿中含Z nS6 5%（质量百分数，下同），其他3 5%为惰性物质。生产过程如下反应方程所示，最后可以得到9 8%的硫酸，硫的回收率为9 9%,每天处理硫化矿1 86t。反应方程式为3ZnS+-O2 ZnO+SO22 2so2+|o2 so3so3+H2O H2SO4则每天需要水的量是（）。A.2 4.67 t B.2 2.2 t C.2.4 7 t D.2 4.9 2 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H 0,即可以产生9 8%的H 0,1 0 0 g 根据题意硫的回收率为9 9%,再进行计算。（1）每天处理1 86 t 矿石，则内含ZnS量为1 86 X 1 0 0 0 X 0.65 =1 2 0 9 0 0 k g实际反应能得到硫酸的ZnS量为1 2 0 9 0 0 X 0.9 9=1 1 9 69 1 k g1 1 9 69 1 k g ZnS为 1 2 3 3.9 k m o l,即可生成 1 2 3 3.9 k m 为 H 2 s 0”,质量为 1 2 0 9 2 2.2 k g,可以得到I20922 20 98,=1233909kg 9 8%的硫酸（2）用水量计算：吸收S。,形成H z SO,用水量为1 2 3 3.9 X 1 8=2 2.2 3 形成9 8%H 2 s o 佣水量为1 2 3 3 9 0.0-1 2 0 9 2 2.2=2.4 7 t每天消耗水量为2 2.2+2.4 7=2 4.67 tB.答案错误：将生成的H?SO,的摩尔数看作所需要的水的摩尔数，即1 2 3 3.9 X 1 8=2 2.2 t,没有计算形成9 8%硫酸时需要水量。C.答案错误：计算时没有考虑吸收S0 3 形成1 0 0%H 0,时消耗水量，即只计算形成9 8%时的水量为1 2 3 3 9 0.0-1 2 0 9 2 2.2=2.4 7 toD.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1 86 t ZnS。含ZnS为1 86X 1 0 0 0 X 0.65=1 2 0 9 0 0 k g。ZnS摩尔数为 1 2 4 6.4 k m o l,则需要水量为 1 2 4 6.4 X 1 8=2 2.4 3 t 和。4 9 之和即2 4.9 2 0 t o1-5 在年生产1 5 0 0 t 乙苯脱氢制取苯乙烯装置中，加入水蒸气量为2.6k g 水蒸气/k g 苯乙烯，进入温度65 0 下乙苯转化率为4 4.4%。苯乙烯收率为4 0%,其余副产为苯3%、甲苯5%、焦炭2%。装置年工作日为3 0 0天，已知原料乙苯的纯度为9 8%（质量百分数），其余为甲苯。则反应后气体的产生总量为（）。A.8.62 k gB.8.3 5 k gC.8.5 3 k gD.7.676 k g答案：1-5 Cc.答案正确。化学反应方程式C6H 5 C2 出-C6H 5 c H=C HZ+H 21 0 6 1 0 4 2C6H 2 出+H?fC6H 5 c H 3+CH 11 0 6 2 9 2 1 6C6H 5 C2 出一 C6H 6+C2 H 41 0 6 78 2 8C6H Q 出一 7C+3 H 2+CH 11 0 6 7X 1 2 3 X 2 1 6（1）每小时苯乙烯的产量为1 5 0 0 x 1 0 0 03 0 0 x 2 4=2 0 8.3 k g =2 k m o l/h2x l 0 6=5 3 0 k g/h每小时需要乙苯量为：0-4每小时转化的乙苯的量:5 3 0 X 0.4 4 4=2 3 5.3 2 k g/h=2.2 2 k m o l/h未反应的乙苯量：5 3 0-2 3 5.3=2 9 4.7k g/h每小时需要水蒸气的量：5 3 0 X2.6=1 3 78k g=5 4 0.8k g每小时需要工业原料乙苯量：0 9 8,甲苯量1 0.8 k g（2）产物中各组分的量苯 乙 烯:2 0 8.3 k g2 3 5 3 2 X 0.0 5 X 9 2 +1 0.8=2 1 k g甲苯：1 0 6,苯量：2.2 2 X 0.0 3 X 78=5.2 3 k g焦炭：2.2 2 X 0.0 2 X 7X 1 2=3.72 k g乙 苯:2 9 4.7 k g乙 烯（气）2.2 2 X 0.0 3 X 2 8=1.86 k g甲 烷（气）（2.2 2 X0.0 5+2.2 2 X0.0 2）X 1 6=2.4 9 k g氢（气）（2+2.2 2 X 0.0 2 X 3 2.2 2 X 0.0 2）X 2=4.1 77 k g气体总量为 1.86+2.4 9+4.1 77=8.5 3 k gA.答案错误，B.答案错误，C.答案错误。3 个答案均为计算过程中，没有将全部生成的气体计算完全。A.答案少了一项氢与乙苯反应生成甲苯和甲烷，所以答案为8.62 k gB.答案为在乙苯分解为碳、氢和甲烷反应中，计算为2.2 2 X 0.0 2总氢量为（2+2.2 2 X 0.0 2-2.2 2 X 0.0 2）X 2=4.0 k g气体总量为8.3 5 k gD.答案为甲烷气体计算错误。1-6在含苯3 8%（质量百分数，下同）和甲苯6 2%的混合液连续精储过程中，要求微出物中能回收原料中9 7%的苯。釜残液中含苯不高于2%,进料流量为1 0 0 0 0 k g/h,则塔顶苯的摩尔百分数为（）。A.9