đề cương ôn tập hóa kỹ thuật đại cương có đáp án

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU CÂU HỎI ÔN TẬP
KHOA HÓA HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Công nghệ hóa học đại cương
Số tín chỉ: 2
 Giờ lý thuyết: 23
 Giờ thực hành: 15
PHẦN TRẮC NGHIỆM
Các quá trình sản xuất nào thuộc công nghệ hóa học vô cơ:
 Sản xuất hợp chất cao phân tử
 Sản xuất thủy tinh, gốm, chất kết dính
 Thu nhận sản phẩm từ khí thiên nhiên
 Sản xuất kim loại hiếm
 Sản xuất axit, kiềm, muối vơ cơ
 Sản xuất amino axit, enzyme, thuốc kháng sinh
Các quá trình sản xuất nào thuộc công nghệ hóa học hữu cơ
 Sản xuất hợp chất cao phân tử
 Sản xuất thủy tinh, gốm, chất kết dính
 Sản xuất kim loại hiếm
 Thu nhận sản phẩm từ khí thiên nhiên
 Sản xuất axit, kiềm, muối vô cơ
 Sản xuất amino axit, enzyme, thuốc kháng sinh
Quá trình công nghệ hóa học bao gồm các quá trình cơ bản sau:
 Hóa học
 Năng lượng
 Trao đổi nhiệt và truyền khối
 Cơ khí và thủy cơ khí
 Điều khiển
Trong sản xuất hóa học ngoài các quá trình công nghệ hóa học cơ bản, cần thực hiện
các quá trình khác là:
 Cơ khí và thủy cơ khí
 Năng lượng

 Truyền khối
 Điều khiển
 Hóa học
Hệ số hao phí K
A
(kg A/kg R)

của chất A trong quá trình công nghệ hóa học với phản
ứng aA → rR được tính theo phương trình:

R
A
M
M
=
A
K

R
A
M
aM
=
A
K

R
A
rM
aM

=
A
K

R
A
rM
M
=
A
K
Nếu độ chuyển hóa của chất A là x(kg A/ tấn R) trong quá trình công nghệ hóa học
với phương trình phản ứng: aA + bB → rR +sS thì hệ số hao phí K
A
bằng:

3
A
10.
K
R
A
rM
aM
=

R
AA
rM
xaM .

K
A
=

AR
A
xrM
aM
.
10.
K
3
A
=

R
AA
rM
xM .10.
K
3
A
=

AR
A
xaM
rM
.
10.

K
3
A
=
Sự thay đổi độ chuyển hóa x của chất tham gia phản ứng ở phương trình không thuận
nghịch đơn giản là:
 0 ≤ x ≤ 1
 0 ≤ x ≤ x
cb
 0 < x <1
 0 ≤ x < 1
Đại lượng nào sau đây dùng để kiểm tra khả năng tự diễn ra của quá trình hóa học:
 Theo dạng phương trình động lực học
 Theo đại lượng ∆H:
- ∆H > 0, có khả năng
- ∆H < 0, không có khả năng
 Theo đại lượng ∆G:
- ∆G > 0, có khả năng
- ∆G < 0, không có khả năng
 Theo đại lượng ∆G:
- ∆G > 0, không có khả năng
- ∆G < 0, có khả năng
 Theo nguyên lý Le-Chatelier
 Khả năng này phụ thuộc vào vận tốc diễn ra của quá trình hóa học
Chỉ ra các phương pháp làm tăng quá trình chuyển hóa SO
2
thành SO
3
?
 Tăng nồng độ SO

2
và giữ nguyên nồng độ O
2
 Giảm nồng độ SO
2
và giữ nguyên nồng độ O
2
 Tăng áp xuất
 Tăng nhiệt độ
 Giảm nhiệt độ
 Thu hồi SO
3
từ hỗn hợp khí
Hàm lượng lớn nhất của SO2 trong hỗn hợp khí có thể nhận được sau khi đốt cháy
S trong không khí là?
 100%
 21%
 16%
 79%
 8,2%
Tại sao trong quá trình oxi hóa SO2 người ta lại sử dụng xúc tác?
 Để chuyển cân bằng theo chiều tạo thành SO3
 Để giảm nhiệt độ của quá trình
 Để tăng bậc chuyển hóa SO2
 Để tăng vận tốc của quá trình oxi hóa SO2
 Để giảm hằng số vận tốc của quá trình nghịch
 Để tăng hằng số vận tốc của phản ứng oxi hóa SO2
Ghép số và chữ.
 Làm sạch khí N2
 Oxi hóa NH32

 Oxi hóa NO3
 Làm lạnh khí NH31
 Hấp thụ NO2 4
PHẦN TỰ LUẬN
 Trình bày các khái niệm và định nghĩa cơ bản trong CNHH
 Côngnghệhóahọclà quátrình xửlý khôngnhữnglàm thay đổi hình dạng,tính
chấtvậtlý mà còn làm biếnđối cả cấu trúc của vất chất ban đầu.
 Côngnghệ hóa học là mônkhoa học tự nhiên nghiên cứu về phương pháp và
nguyênlý sản xuất ra sản phẩm bằng các quá trình chuyển hóa hóa học.
 Trình bày nhiệm vụ, phương hướng phát triển của CNHH
 Nhiệm vụ của CNHH
 Từ nguyê liệu đầu điều chế, tổng hợp thành các chất có giá trị khác nhau
 Nghiên cứu quá trình sản xuất hoàn chỉnh để đạt hiệu quả tốt nhất mà không gây
ô nhiễm môi trường. Không ngừng cải tiến thiết bị để đáp ứng yêu cầu ngày càng
cao của sản phẩm.
 Xác định các chế độ kỹ thuật để tăng năng suất, chất lượng sản phẩm ổn định.
 Xác định hiệu quả kinh tế và giải quyết hàng loạt các vấn đề kinh tế, kỹ thuật, môi
trường.
 Phương hướng phát triển của CNHH
 Đạt tối đa năng suất với một thiết bị sản xuất.
 Tự động hóa và cơ khí hoá các quá trình lao động.
 Thay các quá trình gián đoạn thành quá trình liên tục
 Sử dụng tổng hợp nguyên liệu.
 Liên hiệp các xí nghiệp sản xuất hoá học
 Phân tích vai trò của xúc tác trong CNHH
 Tạo được nhiều sản phẩm và kinh tế hơn:
Tăng vận tốc của phản ứng.
Đơn giản hóa các bước phản ứng – giảm chi phí đầu tư.
Phản ứng tiến hành ở điệu kiện trung bình ( T, P thấp) giảm
năng lượng tiêu thụ.

 Giảm lượng chất thải:
Nâng cao độ chọn lọc ra sản phẩm mong muốn - làm giảm
lượng nguyên liệu lượng chất thải không mong muốn.
Thay thế các nguyên liệu nguy hiểm và độc hại.
 Phân tích vai trò của nước trong CNHH
Nước có vai trò rất quan trọng trong đời sống của như trong công nghiệp, trong đó có
CNHH, trong CNHH nước dùng:
 Như một chất phụ gia trong quá trình xúc tiến sản xuất CNHH
 Nước dùng pha chế dung dịch trong CNHH
 Nước dùng để trao đổi nhiệt, làm mát thiết bị động cơ trong CNHH
 Nước dùng trong việc khuấy trộn, lắng lọc tạp chất trong một số lĩnh vực CNHH
 Phân tích vai trò của nước trong CNHH
 Trình bày nguyên tắc cơ bản của quá trình sản xuất hóa học.
 Cần đảm bảo các chỉ tiêu an toàn trong sản xuất hóa học (chỉ tiêu kỹ thuật)
• Hiểu biết quy tắc an toàn trong nhà máy,trong luật an toàn lao động
 Cần tuân thủ đúng quy trình công nghệ mang tính chất đảm bảo và an toàn
• Tiến hành lần lượt từng bước quy trình công nghệ
 Cơ sở lý thuyết để sản xuất H2SO4
 H
2
SO
4
có vai trò quan trọng trong công nghệ hóa học và trong nhiều nghành công
nghiệp kinh tế quôc dân(công nghiệp phân bón, tẩy, giấy,…)
 Nguyên liệu sản suất H
2
SO
4
khá nhiều, có thể lấy lưu huỳnh từ các mỏ tự nhiên,
trong các quặng pirit( FeS

2
) , thạch cao(CaSO
4
.2H
2
O hoặc CaSO
4
khan) hoặc
trong các phế phẩm chứa hợp chất của lưu huỳnh.
 Các sơ đồ nguyên tắc sản xuất H2SO4
 Nguyên liệu và phương pháp công nghiệp để tổng hợp NH3
 Nguyên liệu tổng hợp NH
3
 Nitơ
o Tổng hợp nito tử khí quyển
o Tổng hợp nito trong công nghiệp
 Hidro
o Điều chế hidro bang phương pháp chuyển hóa metan
o Điều chế hidro bằng phương pháp chuyển hóa cacbon
 Phương pháp công nghiệp để tổng hợp NH
3
Trong công nghiệp sản xuất NH
3
thường dùng áp suất từ 1.10
7
đến 1.10
8
N/m
2
.

Phụ thuộc vào áp suất chia thành các hệ:
 Áp suất thấp (1-15).10
6
N/m
2
 Áp suất trung bình (25-60).10
6
N/m
2
 Áp suất cao (60-100).10
6
N/m
2
 Cở sở hóa lý để sản xuất HNO3
Cơ sở lý thuyết để sản xuất HNO
3
:
 Oxy hóa tiếp xúc NH
3
 Đây là quá trình thuận nghịch tỏa nhiệt
 Sử dụng xúc tác Pt
 Tỷ lệ O
2
/NH
3
= (1.7-2)/1
 Oxy hóa NO NO
2
 Cần qua làm lạnh khí NO trước khi oxi hóa NO NO
2

 Cần giảm nhiệt độ và tăng áp suất  phản ứng chuyển hóa theo chiều tạo
ra NO
2
, tăng hiệu suất quá trình.
 So sánh 2 quá trình sản xuất HNO3 dưới áp xuất thường và áp xuất cao
 Ưu điểm của quá trình sản xuất HNO3 dưới áp thấp so với áp xuất cao
• Hấp thụ nito thành axit nitric 98-99%,[HNO
3
]=60-60%,không cần tháp
hấp thụ kiềm
• Thể tích tháp hấp thụ nhỏ hơn tháp đệm làm việc trong áp suất thường
• Giảm chi phí xây dựng thiết bị( tiêu tốt thép trong xây dựng thiết bị)
giảm nhân công
 Hạn chế
• Do làm việc dưới áp suất caotiêu hao nhiều xúc tác, tăng tiêu tốn năng
lượng để nén áp suất.
 Trình bày cơ sở lý thuyết, phương pháp, thiết bị sản xuất superphotphat đơn, kép và phân
ure
Phân superphotpha đơn Phân superphotpha kép Phân ure
Cs lý
thuyết
*Là phân khoáng phổ biến, sl lớn, tp chủ yếu chứa: Ca(H
2
PO
4
)
2
và CaSO
4
.0,5H

2
O
(Supephotphat đơn: Ca(H2PO4)2, Ca3(PO4)2 ,Supephotphat kép: Ca(H2PO4)2 )
*Bản chất kỹ thuật superphotphat là phân hủy các quặng tử nhiên bằng phân hủy
axit sunfuric
* Là loại phân chứa nito có giá trị
nhất(46%nito)
*sử dụng rộng rãi trong cả nông
nghiệp và công nghiệp
Phươn
g pháp
*Có 3 pp sản xuất chính:
+ Gián tiếp
+Liên tục
+Bán liên tục
Thiết
bị sx
Trong pp sản suất liên tục: cả 2 quá trình sản suất đều dùng thiết bị sx chính là:
Buồng hóa thành
 Trình bày quá trình sản xuất nhôm
Nhôm được sản xuất bằng quá trình điện phân oxit nhôm (Al
2
O
3
). Quá trình được thực
hiện trong bể điện phân nhôm oxit:
Quá trình điện phân được thực hiện trong bể điện phân (hình 8.9). vỏ của bể làm bằng thép tấm (8),
nền của bê xây bằng gạch chịu lửa. Trên nền người ta đặt một hệ thông các catôt bằng than, gắn cách
nhau bằng một lốp keo cacbon (2). Hệ thống catôt này được nối với cực âm của nguồn điện. Sưòn xung
quanh bể được gắn những tấm cacbon có tính chất cách điện với thành bể. Từ phía trên của bể người ta

nhúng vào dung dịch điện phân một hệ thông điện cực làm bằng cacbon (1) và treo trên giá kim loại (3)
để nôi vối cực dương của nguồn điện. Hệ thống các cực anôt có thể chuyển động theo chiều thẳng đứng.
 Chỉ ra phương hướng phát triển của ngành sản xuất nhôm, đưa ra ví dụ và phân tích
 được kĩ  !"#$"%&'(&)&#'*+"#$,"-&*#$./01"#$23
014"#$*5 !6$7014*5"89:4"#$&3;
 1&<*5=>":4"#$&3;"8?@78,.A
  1B&CC*D"E#FG#H )IJK,&B"?L&:M#&N
&$)O&F/0
 &K"?L&"%"#% &'&,;;,F;;"#,.#P"QQP?7P)P#$
F/&'(&)&RQS#.(#?RQ6;,#&##*I
 TLPS#&3;,FU" 1=;V&W;,=> ,,>X>X&YZ-&[&7.U
C"-&*#$A#như \Pdược sử dụng rất rộng rãi trong kĩ thuật vằ đòi TLPS#
F/#'&&Y[&C*)4,được S] !"#$3
 Phân tích vai trò của vật liệu silicat
Vật liệu silicat có vai trò rất quan trọng trong một số ngành công nghiệp (sản xuất gốm và
vật chịu lửa,chất kết dính, thủy tinh và xitan), để tạo ra các sản phản phục vụ tích cực
trong cuộc sống: các loại kiếng, dụng cụ thủy tinh, bát sành sứ, đồ thủy công mỹ nghệ,…
(tự phân tích một số ngành,,)
 So sánh và phân tích 3 sơ đồ sản xuất xi măng theo phương pháp ướt lò quay, khô lò
quay và khô lò đứng
 2):F/##%&3;&)&P?7P)PVI,,
 ^?7P)P?Y.KH ;16B J.?L&"!P#DU,?J.?LQ .(#
#% _&C&P?7P)PS
2
Hình 8.9. Sơ dồ bể điện phân nhóm oxit 1. Anôt; 2. Catot; 3. Giá treo anôt; 4. Lớp nhóm nóng chảy; 5. Chất điện phân; 6. Lớp
bảo vệ; 7. lớp nhóm oxit; 8. vỏ thép.
 #$[&N` CQP?7P)PSa7FI.KH ;1bQP?7P)P/1c,&K
.K"WI-*5`01da
 Chất lượng sản phẩm của phương pháp ướt tốt hơn, xi măng có độ đồng nhất cao, điều
kiện vệ sinh môi trường tốt

 Trên thế giới 85% sản lượng xi măng được sản xuất bằng phương pháp ướt lò quay.
 So sánh 2 quá trình sản xuất gạch đinat và gạch samot
; Gạch đinat :phối liệu để sản xuất gồm 93%-96% Si02, 4-7% CaO và đất sét, nhiệt
độ nung khoảng 1300-1400°C.Gạch đinat chịu được nhiệt độ khoảng 1690-
1720°C.
* Gạch samôt :phối liệu sản xuất gồm bột samôt (là đất sét nung ở nhiệt độ cao rồi
nghiền nhỏ) trộn với đất sét và nước rồi đem đi đóng khuôn và sấy khô, được
nung ở 1300-1400°C.
 Hướng ứng dụng của công nghệ nano. Đưa ra ví dụ và phân tích
 Theo Anh/Chị những công nghệ nào cần được phát triển tại Việt Nam (giải thích)?
 Anh/Chị hãy phân tích các yếu tố quan trọng để tạo ra một quá trình công nghệ?
 Phân tích các chỉ tiêu để đánh giá một quá trình công nghệ. Theo Anh/Chị chỉ tiêu nào
quan trọng nhất vì sao?
 Anh/Chị hãy phân tích vai trò của nghiên cứu khoa học trong sự phát triển của CNHH?
 Để phát triển một ý tưởng thành công nghệ, theo Anh/Chị cần những yếu tố gì?
 Anh/Chị hãy phân tích vai trò của CNHH đối với vấn đề phát triển bền vững?
Xác nhận của trưởng
khoa
Nguyễn Văn Thông
Xác nhận của trưởng bộ môn
Lê Thanh Thanh
Người biên soạn
ThS. Lưu Sơn Tùng