2025年化學(xué)工程與工藝職業(yè)資格考試試卷及答案1.單項選擇題（每題1分，共20分）1.1在理想管式反應(yīng)器中進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)A→B，若進(jìn)料流量加倍而反應(yīng)器體積不變，則出口轉(zhuǎn)化率將A.升高B.降低C.不變D.先升后降答案：B1.2下列關(guān)于精餾塔q線斜率的說法，正確的是A.q=0時斜率為0B.q=1時斜率為∞C.q<0時斜率為正D.q>1時斜率為負(fù)答案：D1.3某液體在圓管內(nèi)做湍流流動，若管徑減小10%，其它條件不變，則摩擦系數(shù)λ約A.增加5%B.增加10%C.增加20%D.基本不變答案：D1.4對氣固相催化反應(yīng)，內(nèi)擴(kuò)散有效因子η<1，說明A.反應(yīng)為動力學(xué)控制B.反應(yīng)為外擴(kuò)散控制C.反應(yīng)為內(nèi)擴(kuò)散控制D.催化劑失活答案：C1.5在雙膜模型中，氣液傳質(zhì)總阻力1/KG等于A.1/kG+1/kLB.1/kG+H/kLC.1/kL+H/kGD.1/kG+1/(HkL)答案：B1.6下列哪種泵在啟動前必須灌泵A.離心泵B.往復(fù)泵C.齒輪泵D.螺桿泵答案：A1.7對放熱可逆反應(yīng)，最佳溫度序列隨轉(zhuǎn)化率升高而A.升高B.降低C.先升后降D.不變答案：B1.8在U型管壓差計中指示液密度ρi大于被測流體密度ρ，則壓差ΔP與讀數(shù)R的關(guān)系為A.ΔP=(ρiρ)gRB.ΔP=ρigRC.ΔP=ρgRD.ΔP=(ρρi)gR答案：A1.9對于二元理想溶液，相對揮發(fā)度αAB=2，當(dāng)xA=0.5時，yA為A.0.50B.0.67C.0.75D.0.80答案：B1.10在相同傳熱面積下，逆流與并流相比，平均溫差A(yù).相等B.逆流大C.并流大D.無法比較答案：B1.11下列關(guān)于萃取操作中分配系數(shù)kA的說法，錯誤的是A.kA越大越易分離B.kA與溫度有關(guān)C.kA=yA/xAD.kA等于1時無法分離答案：D1.12對于一級連串反應(yīng)A→B→C，若k2>>k1，為提高B收率，應(yīng)A.提高溫度B.降低溫度C.采用間歇釜D.采用管式反應(yīng)器答案：B1.13在恒定干燥條件下，降速干燥階段干燥速率主要受控于A.空氣濕度B.物料內(nèi)部水分遷移C.空氣溫度D.空氣流速答案：B1.14下列哪種攪拌器適用于高黏度液體A.推進(jìn)式B.渦輪式C.錨式D.槳式答案：C1.15對于氣體吸收塔，若采用純?nèi)軇?，最小液氣?L/G)min等于A.mB.1/mC.y1/x1D.(y1y2)/(x1x2)答案：B1.16在反應(yīng)器穩(wěn)定性分析中，若放熱曲線與移熱曲線相切，則該點稱為A.臨界點B.起燃點C.熄火點D.不穩(wěn)定點答案：B1.17下列關(guān)于過濾速率的說法，正確的是A.與濾液黏度成正比B.與濾餅厚度成正比C.與過濾面積平方成正比D.與壓差成正比答案：C1.18對于管殼式換熱器，若管程流體流量加倍，則管程對流傳熱系數(shù)hi約A.不變B.增加1倍C.增加0.6倍D.增加1.5倍答案：C1.19在氣相色譜分析中，保留時間tR主要與A.載氣流量B.柱溫C.檢測器溫度D.進(jìn)樣量答案：B1.20對于理想氣體，若溫度升高10%，體積不變，則壓力A.升高10%B.升高>10%C.升高<10%D.不變答案：A2.多項選擇題（每題2分，共20分；每題至少有兩個正確答案，多選少選均不得分）2.1下列屬于非牛頓流體的有A.血液B.高分子熔體C.水D.牙膏E.空氣答案：ABD2.2造成精餾塔液泛的原因有A.氣速過大B.液流量過大C.塔板間距過小D.降液管面積不足E.進(jìn)料熱狀況q>1答案：ABCD2.3關(guān)于反應(yīng)器停留時間分布，下列說法正確的有A.平推流E(t)=δ(tτ)B.全混流E(t)=(1/τ)exp(t/τ)C.方差越小越接近平推流D.方差越大越接近全混流E.無量綱方差σθ2最大為1答案：ABCDE2.4下列措施可提高萃取塔效率的有A.增加攪拌強度B.減小液滴直徑C.增加界面張力D.增加塔高E.選擇合適溶劑答案：ABDE2.5關(guān)于催化劑失活，下列說法正確的有A.積碳屬于物理失活B.中毒可逆C.燒結(jié)導(dǎo)致比表面積下降D.再生可恢復(fù)部分活性E.失活速率與溫度無關(guān)答案：BCD2.6下列屬于膜分離操作的有A.微濾B.超濾C.反滲透D.電滲析E.滲透汽化答案：ABCDE2.7在換熱器中，下列措施可提高總傳熱系數(shù)K的有A.提高湍動程度B.減小污垢熱阻C.增加傳熱面積D.選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料E.增大溫差答案：ABD2.8關(guān)于干燥速率曲線，下列說法正確的有A.恒速段速率與空氣濕度有關(guān)B.臨界點含水量與物料厚度無關(guān)C.降速段速率與物料結(jié)構(gòu)有關(guān)D.平衡水分隨溫度升高而降低E.自由水分=總水分平衡水分答案：ACDE2.9下列屬于化工過程強化技術(shù)的是A.微反應(yīng)器B.旋轉(zhuǎn)填充床C.超重力精餾D.靜態(tài)混合器E.塔板開孔率增大答案：ABCD2.10關(guān)于HazenWilliams公式，下列說法正確的有A.適用于湍流B.用于計算摩擦系數(shù)C.適用于水D.與管壁粗糙度無關(guān)E.指數(shù)形式答案：ACE3.填空題（每空1分，共20分）3.1某液體密度為950kgm3，以2ms1流速通過內(nèi)徑50mm管道，其質(zhì)量流量為________kgs1。答案：3.733.2在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，101.325kPa），1kmol理想氣體體積為________m3。答案：22.43.3若反應(yīng)速率常數(shù)k=0.05s1，則其單位表明反應(yīng)級數(shù)為________。答案：一級3.4某精餾塔回流比R=2，餾出液D=50kmolh1，則回流量L=________kmolh1。答案：1003.5根據(jù)Fick定律，組分A的擴(kuò)散通量JA=DAB________。答案：dCA/dz3.6在過濾恒壓方程中，若t/V與V呈直線，則截距代表________阻力。答案：介質(zhì)3.7某換熱器逆流操作，熱流體進(jìn)口120℃出口80℃，冷流體進(jìn)口30℃出口70℃，則對數(shù)平均溫差ΔTm=________℃。答案：39.23.8對于理想氣體，絕熱指數(shù)γ=CP/CV，若雙原子氣體在常溫下γ≈________。答案：1.43.9某離心泵特性曲線H=300.02Q2（Q：m3h1），當(dāng)Q=20m3h1時，其軸功率約________kW（效率η=70%，ρ=1000kgm3）。答案：2.333.10在氣液平衡中，亨利定律表達(dá)式pA=HxA，若H=1000atm，則其單位換算為kPa時為________kPa。答案：1013253.11某反應(yīng)器體積V=2m3，進(jìn)料流量Q=0.5m3h1，則空間時間τ=________h。答案：43.12若萃取劑與原溶劑互溶度越小，則選擇性系數(shù)β越________。答案：大3.13對于板框過濾機(jī)，若濾框厚度減半，則過濾速率約增加________倍（忽略介質(zhì)阻力）。答案：23.14在干燥計算中，濕球溫度tw與空氣________含量有關(guān)。答案：濕度3.15某氣體吸收塔，已知NOG=5，HOG=0.4m，則填料層高度Z=________m。答案：2.03.16對于管殼式換熱器，若采用三角形排列，則管間距一般為管外徑的________倍。答案：1.253.17某反應(yīng)活化能Ea=50kJmol1，溫度從300K升至310K，速率常數(shù)增加約________%。答案：913.18在結(jié)晶操作中，若過飽和度ΔC過大，易導(dǎo)致________結(jié)晶。答案：爆發(fā)3.19某離心機(jī)分離因數(shù)Z=2000，轉(zhuǎn)鼓半徑r=0.2m，則轉(zhuǎn)速N≈________rpm（g=9.81ms2）。答案：13423.20對于二元理想溶液，若αAB=1，則該體系________用普通精餾分離。答案：不能4.簡答題（共30分）4.1（封閉型，6分）寫出并說明化工中常用的三種無因次準(zhǔn)數(shù)，給出其物理意義及表達(dá)式（禁止LaTeX）。答案：(1)Reynolds準(zhǔn)數(shù)Re=ρuD/μ，表示慣性力與黏性力之比，用于判斷流動狀態(tài)；(2)Prandtl準(zhǔn)數(shù)Pr=CPμ/λ，表示動量擴(kuò)散與熱量擴(kuò)散能力之比；(3)Schmidt準(zhǔn)數(shù)Sc=μ/(ρDAB)，表示動量擴(kuò)散與質(zhì)量擴(kuò)散能力之比。4.2（開放型，6分）闡述微反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中的優(yōu)勢，并舉例說明其適用場景。答案：優(yōu)勢：傳質(zhì)傳熱效率高，溫度濃度梯度小，反應(yīng)選擇性好，安全性高，易于放大和過程控制，占地小，連續(xù)化操作。適用場景：強放熱反應(yīng)如硝化、氟化，快速反應(yīng)如重氮化，貴金屬催化加氫，高危反應(yīng)如光氣合成，精細(xì)化工中間體合成等。4.3（封閉型，6分）說明離心泵發(fā)生汽蝕的機(jī)理，并給出防止措施。答案：機(jī)理：泵入口壓力低于液體飽和蒸汽壓，液體汽化形成氣泡，高壓區(qū)氣泡潰滅產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致葉輪剝蝕、性能下降。防止：降低泵安裝高度，增大入口管徑，減少入口管路阻力，降低液體溫度，選用汽蝕余量小的泵，誘導(dǎo)輪設(shè)計。4.4（開放型，6分）比較固定床與流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點。答案：固定床：優(yōu)點—流體接近平推流，轉(zhuǎn)化率高，催化劑磨損小；缺點—溫度梯度大，易局部過熱，催化劑更換麻煩。流化床：優(yōu)點—溫度均勻，傳質(zhì)傳熱好，可連續(xù)再生；缺點—返混大，轉(zhuǎn)化率低，催化劑磨損，粉塵回收難。4.5（封閉型，6分）寫出麥凱布蒂爾法計算理論板數(shù)的基本假設(shè)。答案：(1)恒摩爾回流；(2)恒摩爾溢流；(3)每板為理論板；(4)絕熱操作；(5)無熱損失；(6)進(jìn)料板符合q線方程。5.應(yīng)用題（共60分）5.1計算題（10分）某一級不可逆液相反應(yīng)A→B在CSTR中進(jìn)行，已知k=0.15min1，進(jìn)料CA0=2molL1，流量Q=100Lmin1，要求出口轉(zhuǎn)化率xA=0.9。求所需反應(yīng)器體積V。解：CSTR設(shè)計方程V=QCA0xA/(kCA0(1xA))=QxA/(k(1xA))V=100×0.9/(0.15×0.1)=6000L=6m3答案：6m35.2計算題（10分）用單殼程雙管程換熱器將油品從90℃冷卻至50℃，冷卻水由20℃升至40℃，油品流量2kgs1，CP=2.5kJkg1K1，水CP=4.18kJkg1K1，總傳熱系數(shù)K=450Wm2K1。求所需傳熱面積。解：熱負(fù)荷Q=2×2500×(9050)=200000WΔT1=9040=50℃，ΔT2=5020=30℃ΔTm=(5030)/ln(50/30)=39.2℃校正系數(shù)Ft取0.9（雙管程）A=Q/(KΔTmFt)=200000/(450×39.2×0.9)=12.6m2答案：12.6m25.3分析題（10分）某精餾塔分離苯甲苯混合物，進(jìn)料xF=0.4，泡點進(jìn)料，要求xD=0.97，xW=0.03，相對揮發(fā)度α=2.5，回流比R=2.5Rmin。求理論板數(shù)（簡化為芬斯克吉利蘭法）。解：Rmin=(xD/(α1))/(xF/(α1))+(αxF/(α1))=1.25R=2.5×1.25=3.125Nmin=ln[(0.97/0.03)/(0.6/0.4)]/ln2.5=7.0吉利蘭圖得(NNmin)/(N+1)=0.35，解得N=11.5→12答案：12塊5.4綜合題（15分）某廠用填料塔吸收SO2，入口y1=0.03，出口y2=0.001，G=50kmolh1m2，L/G=1.2(L/G)min，平衡y=30x，Kya=0.8kmolh1m3Δy1。求填料高度Z。解：(L/G)min=(y1y2)/(y1/300)=29×(0.030.001)/0.03=28.03L/G=1.2×28.03=33.6x1=(y1y2)/(L/G)+x2=0.029/33.6=0.000863Δy1=y130x1=0.030.0259=0.0041Δy