2025年化工技能大賽試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）1.在常壓連續(xù)精餾塔中，若進(jìn)料熱狀態(tài)由飽和液體改為冷液體，而回流比、進(jìn)料組成與采出率不變，則塔頂產(chǎn)品輕組分純度將A.升高??B.降低??C.不變??D.先升后降答案：A解析：冷液體進(jìn)料使提餾段內(nèi)回流增大，塔內(nèi)分離能力增強(qiáng)，輕組分更易富集到塔頂。2.某反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生一級不可逆反應(yīng)A→B，已知速率常數(shù)k=0.25min?1，若采用全混流反應(yīng)器（CSTR）達(dá)到90%轉(zhuǎn)化率，所需空時τ為A.6min??B.9min??C.12min??D.36min答案：D解析：CSTR設(shè)計(jì)式τ=(CA0?CA)/(kCA)，CA=CA0(1?X)，代入X=0.9得τ=0.9CA0/(0.25×0.1CA0)=36min。3.下列關(guān)于離心泵汽蝕余量NPSH的說法正確的是A.NPSH越大越易發(fā)生汽蝕??B.NPSH與液體密度無關(guān)??C.必需汽蝕余量由泵結(jié)構(gòu)決定??D.可用汽蝕余量與吸入管路無關(guān)答案：C解析：必需汽蝕余量NPSHr是泵內(nèi)流動特性決定，與管路無關(guān)；可用汽蝕余量NPSHa才與吸入側(cè)管路有關(guān)。4.在二元理想溶液的氣液平衡中，若相對揮發(fā)度α=2.5，則當(dāng)液相摩爾分?jǐn)?shù)x=0.4時，與之平衡的氣相摩爾分?jǐn)?shù)y為A.0.625??B.0.714??C.0.769??D.0.833答案：A解析：y=αx/[1+(α?1)x]=2.5×0.4/(1+1.5×0.4)=1/1.6=0.625。5.某換熱器采用逆流操作，熱流體進(jìn)口200°C、出口120°C，冷流體進(jìn)口30°C、出口100°C，則對數(shù)平均溫差ΔTm為A.70°C??B.75.5°C??C.80°C??D.85°C答案：B解析：ΔT1=200?100=100°C，ΔT2=120?30=90°C，ΔTm=(100?90)/ln(100/90)=75.5°C。6.在催化裂化裝置中，提升管反應(yīng)器采用“快速分離”技術(shù)的主要目的是A.降低催化劑損耗??B.抑制熱裂化副反應(yīng)??C.提高劑油比??D.減少再生器負(fù)荷答案：B解析：快速分離可迅速終止反應(yīng)，避免高溫下過度裂化，減少干氣與焦炭。7.某硫酸裝置吸收塔采用98.3%濃硫酸吸收SO?，若酸溫超過80°C，最先出現(xiàn)的異常是A.酸霧夾帶增大??B.塔壁腐蝕加劇??C.吸收率下降??D.酸循環(huán)泵汽蝕答案：C解析：高溫下酸液面上SO?平衡分壓升高，吸收推動力減小，吸收率下降。8.在聚乙烯釜式聚合中，若撤熱不足，最先發(fā)生的鏈轉(zhuǎn)移方式是A.向單體轉(zhuǎn)移??B.向溶劑轉(zhuǎn)移??C.向聚合物轉(zhuǎn)移??D.β斷裂答案：D解析：高溫下自由基易β斷裂，導(dǎo)致分子量驟降，熔指飆升。9.某裝置采用分子篩脫水，若進(jìn)料甲醇含量>0.1%，最易導(dǎo)致A.分子篩永久失活??B.床層壓降升高??C.再生能耗增大??D.露點(diǎn)漂移答案：A解析：甲醇與分子篩強(qiáng)吸附，再生時難以脫附，造成永久堵塞。10.在DCS畫面中，若某控制閥FV101開度顯示為“—”，而現(xiàn)場閥位正常，最可能的故障是A.閥門定位器損壞??B.閥位反饋信號線斷??C.輸出卡件故障??D.安全柵熔斷答案：B解析：DCS無反饋值通常指閥位反饋回路開路，表現(xiàn)為“—”。11.某精餾塔采用熱泵精餾，若壓縮機(jī)等熵效率降低，則A.塔壓升高??B.再沸器負(fù)荷增大??C.壓縮機(jī)功耗降低??D.塔頂溫度下降答案：B解析：效率降低導(dǎo)致壓縮機(jī)出口溫度升高，為維持相同塔頂冷凝需更多冷量，系統(tǒng)需額外補(bǔ)熱，再沸器負(fù)荷增大。12.在氨合成回路中，若惰氣含量升高，最先采取的操作是A.提高合成壓力??B.增加循環(huán)量??C.開大放空閥??D.降低催化劑床層溫度答案：C解析：惰氣累積降低氫氮分壓，需放空維持轉(zhuǎn)化率。13.某硫酸烷基化裝置，若酸烴比突然下降，則A.烷基化油辛烷值升高??B.酸耗降低??C.副產(chǎn)正丁烷增加??D.酸沉降罐界面下降答案：C解析：酸烴比低導(dǎo)致烯烴疊合副反應(yīng)增加，生成更多C8以下烷烴。14.在環(huán)氧乙烷吸收解吸系統(tǒng)中，若解吸塔頂冷凝器內(nèi)漏，循環(huán)氣中A.CO?升高??B.水含量升高??C.環(huán)氧乙烷損失增大??D.氧氣升高答案：C解析：冷凝器內(nèi)漏導(dǎo)致EO隨冷卻水帶走，損失增大。15.某催化重整裝置，若重整反應(yīng)器溫降減小，而原料芳潛不變，則最可能A.催化劑積炭增加??B.循環(huán)氫純度升高??C.反應(yīng)壓力降低??D.氫油比增大答案：A解析：積炭使催化劑活性下降，反應(yīng)吸熱減少，溫降減小。16.在天然氣脫酸單元，若活化MDEA溶液出現(xiàn)發(fā)泡，最先采取A.降低溶液濃度??B.注入阻泡劑??C.提高再生溫度??D.降低吸收壓力答案：B解析：阻泡劑可快速抑制泡沫，避免液泛。17.某PTA裝置氧化反應(yīng)器尾氣中CO含量突然升高，說明A.催化劑活性高??B.反應(yīng)溫度高??C.副反應(yīng)增加??D.空氣過量答案：C解析：CO升高表明深度氧化不完全，副反應(yīng)增多。18.在離子膜電解槽中，若陰極液NaOH濃度>32%，則A.電流效率升高??B.膜壽命縮短??C.氯中含氧降低??D.槽電壓降低答案：B解析：高濃度OH?反向遷移，膜水解加速，壽命縮短。19.某煤制油裝置，費(fèi)托合成尾氣中CH?含量升高，說明A.催化劑選擇性提高??B.反應(yīng)溫度偏低??C.催化劑活性下降??D.H?/CO比升高答案：C解析：CH?為副產(chǎn)物，活性下降時甲烷選擇性上升。20.在聚丙烯環(huán)管工藝中，若環(huán)管密度顯示值波動大，而實(shí)際密度穩(wěn)定，則A.放射源衰減??B.檢測器漂移??C.料位波動??D.氮?dú)饷}沖閥故障答案：B解析：檢測器漂移導(dǎo)致信號波動，與真實(shí)密度無關(guān)。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）21.關(guān)于精餾塔靈敏板溫度，下列說法正確的是A.靈敏板溫度變化可提前反映產(chǎn)品純度變化B.靈敏板通常位于進(jìn)料板附近C.靈敏板溫度與回流比呈線性關(guān)系D.采用溫差控制可克服壓力波動影響答案：A、B、D解析：靈敏板溫度對組成變化敏感，溫差控制可消除壓力耦合，但與回流比非線性。22.下列屬于非牛頓流體的有A.聚丙烯熔體??B.番茄醬??C.水煤漿??D.甘油水溶液答案：A、B、C解析：聚丙烯熔體為假塑性，番茄醬為屈服假塑性，水煤漿為脹塑性，甘油水為牛頓型。23.導(dǎo)致離心壓縮機(jī)喘振的因素有A.入口流量過低??B.出口背壓突升??C.轉(zhuǎn)速驟降??D.進(jìn)氣溫度升高答案：A、B、C解析：流量低、背壓高、轉(zhuǎn)速降均使工作點(diǎn)移向喘振區(qū)，進(jìn)氣溫度升高反而遠(yuǎn)離喘振。24.在硫酸裝置干燥塔中，采用96%酸而非98%酸的優(yōu)點(diǎn)有A.降低酸霧生成??B.減少SO?溶解損失??C.降低酸循環(huán)泵電耗??D.提高水吸收推動力答案：A、C、D解析：96%酸粘度低、蒸汽壓低，泵耗小，水推動力大，但SO?溶解略增。25.關(guān)于反應(yīng)器熱穩(wěn)定性，下列說法正確的是A.放熱反應(yīng)器存在多穩(wěn)態(tài)??B.Semenov數(shù)越大越穩(wěn)定??C.冷卻介質(zhì)溫度升高可降低穩(wěn)定性??D.增大傳熱系數(shù)可提高穩(wěn)定性答案：A、C、D解析：Semenov數(shù)越大越接近不穩(wěn)定，冷卻溫度高使放熱曲線與移熱曲線相切，易失穩(wěn)。26.在離子膜電解中，可造成槽電壓升高的有A.膜污染??B.陽極涂層脫落??C.鹽水鈣鎂超標(biāo)??D.陰極液濃度降低答案：A、B、C解析：膜污染、陽極活性降、鈣鎂沉淀均使電阻增大，陰極液濃度降低反而降電壓。27.下列屬于氣液傳質(zhì)設(shè)備泛點(diǎn)征兆的有A.壓降陡升??B.液體持液量突增??C.塔頂霧沫夾帶嚴(yán)重??D.氣體分布器噪音增大答案：A、B、C解析：泛點(diǎn)時壓降、持液量、夾帶均急劇變化，分布器噪音為液體沖擊，非泛點(diǎn)特有。28.在催化裂化中，可提升汽油辛烷值的操作有A.提高反應(yīng)溫度??B.降低劑油比??C.縮短反應(yīng)時間??D.提高回?zé)挶却鸢福篈、C解析：高溫、短停留有利于烯烴芳構(gòu)化，提高辛烷值；劑油比低、回?zé)挶雀叻炊档汀?9.關(guān)于超臨界流體萃取，下列說法正確的是A.擴(kuò)散系數(shù)高于液體??B.粘度低于氣體??C.可通過調(diào)壓實(shí)現(xiàn)選擇性萃取??D.臨界溫度應(yīng)高于溶質(zhì)分解溫度答案：A、C解析：超臨界流體擴(kuò)散系數(shù)介于氣液之間，粘度低于液體，調(diào)壓可改變?nèi)芙舛?，臨界溫度需低于分解溫度。30.在煤化工水系統(tǒng)，造成黑水結(jié)垢的主要離子有A.Ca2???B.Mg2???C.HCO????D.SiO?2?答案：A、B、C、D解析：高溫下Ca/Mg與HCO?生成碳酸鹽，與SiO?生成硅酸鹽，均致垢。三、判斷題（每題1分，共10分）31.對于理想氣體，焦耳湯姆遜系數(shù)恒為零。答案：√解析：理想氣體焓僅與溫度有關(guān)，等焓過程溫度不變，μJT=0。32.在精餾塔設(shè)計(jì)中，最小回流比對應(yīng)無窮多理論板。答案：√解析：最小回流比時操作線與平衡線相交，需無限板數(shù)。33.離心泵關(guān)閉出口閥啟動電流最小。答案：√解析：關(guān)閥時流量為零，軸功率最低，電流最小。34.對于放熱反應(yīng)，升高溫度總是使平衡轉(zhuǎn)化率下降。答案：×解析：僅對放熱可逆反應(yīng)成立，不可逆反應(yīng)無平衡限制。35.在催化重整中，催化劑氯含量越高，酸性越強(qiáng)，芳構(gòu)化活性越高。答案：√解析：氯提供酸性中心，促進(jìn)環(huán)烷脫氫異構(gòu)。36.超濾膜截留分子量越小，通量越高。答案：×解析：截留分子量小意味著孔徑小，阻力大，通量低。37.對于二元理想溶液，相對揮發(fā)度隨溫度升高而減小。答案：√解析：溫度升高，飽和蒸汽壓比值減小，α下降。38.在氣固流化床中，溝流現(xiàn)象使傳熱效率降低。答案：√解析：溝流導(dǎo)致氣固接觸不良，傳熱系數(shù)下降。39.離子膜電解槽陽極液pH越低，電流效率越高。答案：√解析：低pH抑制OH?反向遷移，減少副反應(yīng)。40.對于同樣的分離任務(wù)，填料塔壓降通常低于板式塔。答案：√解析：填料空隙率大，氣相路徑短，壓降小。四、計(jì)算題（共30分）41.（10分）某一級不可逆液相反應(yīng)A→B在CSTR中進(jìn)行，速率常數(shù)k=0.4min?1，進(jìn)料濃度CA0=2kmol/m3，體積流量Q=0.01m3/min，要求轉(zhuǎn)化率X=0.8。(1)求所需反應(yīng)器有效體積V；(2)若改用兩個等體積CSTR串聯(lián)，求總體積；(3)比較兩種方案體積比。答案與解析：(1)CSTR設(shè)計(jì)式：V=QX/(k(1?X))=0.01×0.8/(0.4×0.2)=0.1m3(2)兩級串聯(lián)，設(shè)單級體積V?，則第一級出口X?：X?/(1?X?)=kV?/Q第二級：X=1?(1?X?)/(1+kV?/Q)聯(lián)立解得V?=0.034m3，總體積2V?=0.068m3(3)體積比：0.068/0.1=0.68，串聯(lián)節(jié)省32%。42.（10分）某單殼程雙管程換熱器用冷卻水將有機(jī)液從90°C冷卻至50°C，有機(jī)液流量2kg/s，比熱2.5kJ/(kg·K)；冷卻水進(jìn)口30°C，出口40°C，比熱4.18kJ/(kg·K)?？倐鳠嵯禂?shù)K=800W/(m2·K)。(1)求冷卻水流量；(2)求對數(shù)平均溫差；(3)求所需換熱面積。答案與解析：(1)熱負(fù)荷Q=2×2.5×(90?50)=200kW冷卻水流量m=Q/(4.18×10)=4.78kg/s(2)逆流ΔT1=90?40=50°C，ΔT2=50?30=20°CΔTm=(50?20)/ln(50/20)=32.75°C(3)面積A=Q/(KΔTm)=200000/(800×32.75)=7.63m243.（10分）某二元理想溶液精餾塔，進(jìn)料F=100kmol/h，xF=0.4，泡點(diǎn)進(jìn)料，要求xD=0.9，xB=0.05，相對揮發(fā)度α=2.5，回流比R=2Rmin。(1)用芬斯克方程求最小理論板數(shù)Nmin；(2)用恩德伍德法求Rmin；(3)用吉利蘭關(guān)聯(lián)求實(shí)際理論板數(shù)N。答案與解析：(1)芬斯克：Nmin=ln[(0.9/0.1)/(0.4/0.6)]/ln2.5?1=4.2→5塊（含釜）(2)恩德伍德：θ=1.306，Rmin=(0.9?0.4×1.306)/(0.4×1.306?0.05)=1.18(3)R=2.36，(R?Rmin)/(R+1)=0.29，吉利蘭得(N?Nmin)/(N+1)=0.37，解得N=9.3→10塊。五、綜合設(shè)計(jì)題（20分）44.某企業(yè)擬將含