化工工程考試題及答案

一、選擇題（每題3分，共30分）1.化工生產(chǎn)中，下列哪種物質(zhì)常用作氧化劑？（）A.氫氣B.氧氣C.甲烷D.氮?dú)獯鸢福築。氧氣具有較強(qiáng)的氧化性，在化工生產(chǎn)中常作為氧化劑使用；氫氣是常見的還原劑；甲烷一般作為燃料，具有可燃性；氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常用作保護(hù)氣。2.精餾塔內(nèi)，氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)傳熱主要發(fā)生在（）。A.塔板上B.塔頂C.塔底D.進(jìn)料口答案：A。塔板是精餾塔內(nèi)氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的主要場(chǎng)所，氣相和液相在塔板上充分接觸，進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。塔頂主要是氣相產(chǎn)物采出，塔底主要是液相產(chǎn)物采出，進(jìn)料口主要是物料進(jìn)入塔內(nèi)的部位。3.離心泵的主要工作部件是（）。A.泵殼B.葉輪C.軸封裝置D.軸承答案：B。葉輪是離心泵的核心工作部件，它在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，使液體獲得能量，從而實(shí)現(xiàn)液體的輸送。泵殼是用來(lái)收集和引導(dǎo)液體的；軸封裝置主要是防止泵內(nèi)液體泄漏和外界空氣進(jìn)入泵內(nèi)；軸承則是支撐泵軸的部件。4.下列哪種反應(yīng)器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)？（）A.間歇釜式反應(yīng)器B.連續(xù)釜式反應(yīng)器C.管式反應(yīng)器D.固定床反應(yīng)器答案：C。管式反應(yīng)器具有連續(xù)操作、物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間可精確控制等特點(diǎn)，非常適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。間歇釜式反應(yīng)器適用于小批量、多品種的生產(chǎn)；連續(xù)釜式反應(yīng)器雖然也是連續(xù)操作，但在一些情況下不如管式反應(yīng)器高效；固定床反應(yīng)器主要用于氣-固催化反應(yīng)。5.化工生產(chǎn)中的“三廢”是指（）。A.廢水、廢氣、廢渣B.廢水、廢氣、廢料C.廢水、廢渣、廢料D.廢氣、廢渣、廢料答案：A?；どa(chǎn)中的“三廢”通常指的是廢水、廢氣和廢渣。這些廢棄物如果處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。6.吸收過(guò)程中，溶質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過(guò)程是（）。A.物理過(guò)程B.化學(xué)過(guò)程C.既有物理過(guò)程又有化學(xué)過(guò)程D.以上都不對(duì)答案：C。吸收過(guò)程中，溶質(zhì)首先在氣液界面溶解，這是物理過(guò)程；然后溶質(zhì)可能會(huì)與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是化學(xué)過(guò)程。所以吸收過(guò)程既有物理過(guò)程又有化學(xué)過(guò)程。7.下列哪種換熱器的傳熱效率最高？（）A.套管式換熱器B.列管式換熱器C.板式換熱器D.蛇管式換熱器答案：C。板式換熱器具有傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，其傳熱效率相對(duì)較高。套管式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但傳熱面積有限；列管式換熱器應(yīng)用廣泛，但在傳熱效率上不如板式換熱器；蛇管式換熱器主要適用于一些特殊場(chǎng)合，傳熱效率也不是最高的。8.化工生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)流量的常用閥門是（）。A.截止閥B.閘閥C.球閥D.蝶閥答案：A。截止閥可以通過(guò)改變閥芯與閥座之間的流通面積來(lái)調(diào)節(jié)流量，適用于需要精確調(diào)節(jié)流量的場(chǎng)合。閘閥主要用于全開或全關(guān)的場(chǎng)合，不適合調(diào)節(jié)流量；球閥開關(guān)迅速，適用于快速切斷或接通流體，但調(diào)節(jié)流量的精度不如截止閥；蝶閥一般用于大口徑管道的流量調(diào)節(jié)和截?cái)?，但調(diào)節(jié)精度相對(duì)較低。9.在合成氨反應(yīng)N?+3H??2NH?中，下列哪種條件有利于提高氨的產(chǎn)率？（）A.高溫、高壓B.低溫、低壓C.高溫、低壓D.低溫、高壓答案：D。合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱、體積減小的可逆反應(yīng)。根據(jù)勒夏特列原理，降低溫度有利于平衡向放熱方向移動(dòng)，即向生成氨的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)有利于平衡向體積減小的方向移動(dòng)，也有利于生成氨。所以低溫、高壓有利于提高氨的產(chǎn)率。10.化工自動(dòng)化系統(tǒng)中，測(cè)量變送單元的作用是（）。A.將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)B.對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較和計(jì)算C.根據(jù)控制信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作D.顯示被控參數(shù)的大小答案：A。測(cè)量變送單元的主要作用是將各種被測(cè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量等，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，以便后續(xù)的控制單元進(jìn)行處理。對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較和計(jì)算是控制器的功能；根據(jù)控制信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作是執(zhí)行器的功能；顯示被控參數(shù)的大小是顯示儀表的功能。二、填空題（每題3分，共30分）1.化工生產(chǎn)中常用的惰性氣體有______、______等。答案：氮?dú)?、氬氣。氮?dú)夂蜌鍤饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在化工生產(chǎn)中常作為惰性氣體使用，起到保護(hù)、置換等作用。2.反應(yīng)速率的大小主要取決于______、______和反應(yīng)的溫度等因素。答案：反應(yīng)物的濃度、催化劑。反應(yīng)物濃度越高，分子間的碰撞機(jī)會(huì)越多，反應(yīng)速率越快；催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，從而加快反應(yīng)速率；溫度升高，分子的運(yùn)動(dòng)加劇，反應(yīng)速率也會(huì)加快。3.蒸發(fā)操作中，根據(jù)二次蒸汽是否被利用，可分為______和______。答案：?jiǎn)涡д舭l(fā)、多效蒸發(fā)。單效蒸發(fā)是指二次蒸汽直接被冷凝，不被再次利用；多效蒸發(fā)是將二次蒸汽作為下一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽，使熱能得到多次利用，從而提高了加熱蒸汽的利用率。4.過(guò)濾操作中，過(guò)濾介質(zhì)的作用是______。答案：截留固體顆粒，允許濾液通過(guò)。過(guò)濾介質(zhì)具有一定的孔隙，能夠阻止固體顆粒通過(guò)，而讓液體通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。5.傳熱的基本方式有______、______和輻射。答案：傳導(dǎo)、對(duì)流。傳導(dǎo)是指物體內(nèi)部或物體之間由于分子的熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量的過(guò)程；對(duì)流是指流體中各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞過(guò)程；輻射是指物體以電磁波的形式傳遞熱量的過(guò)程。6.干燥過(guò)程中，按干燥介質(zhì)的不同，可分為______干燥和______干燥。答案：空氣干燥、煙道氣干燥?？諝飧稍锸且钥諝庾鳛楦稍锝橘|(zhì)，是最常見的干燥方式；煙道氣干燥是以燃料燃燒產(chǎn)生的煙道氣作為干燥介質(zhì)，適用于一些對(duì)溫度要求較高的干燥過(guò)程。7.化工管路主要由______、管件和閥門等組成。答案：管子。管子是構(gòu)成化工管路的主體，管件用于連接管子、改變管道方向和管徑等，閥門用于控制管道內(nèi)流體的流量、壓力等。8.吸收操作中，根據(jù)溶質(zhì)和溶劑之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可分為______吸收和______吸收。答案：物理吸收、化學(xué)吸收。物理吸收是指溶質(zhì)只是簡(jiǎn)單地溶解在溶劑中，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；化學(xué)吸收是指溶質(zhì)與溶劑或溶劑中的其他組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。9.精餾操作的依據(jù)是混合物中各組分的______不同。答案：揮發(fā)度。揮發(fā)度是指在一定溫度下，液體混合物中各組分揮發(fā)的難易程度。在精餾過(guò)程中，利用各組分揮發(fā)度的差異，通過(guò)多次部分汽化和部分冷凝，使混合物得到分離。10.催化劑的主要性能指標(biāo)有______、______和穩(wěn)定性等。答案：活性、選擇性。催化劑的活性是指它加快反應(yīng)速率的能力；選擇性是指它能夠使反應(yīng)朝著特定方向進(jìn)行，生成目標(biāo)產(chǎn)物的能力；穩(wěn)定性是指催化劑在使用過(guò)程中保持其性能不變的能力。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。答案：離心泵啟動(dòng)前，泵殼和吸入管路中要灌滿液體。當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪中的液體也隨著做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，以很高的速度流入泵殼。泵殼呈蝸殼形，它的流道逐漸擴(kuò)大，液體流速逐漸降低，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，于是液體以較高的壓力從泵的排出口進(jìn)入排出管路。同時(shí)，由于液體被甩出，在葉輪中心形成了低壓區(qū)，與吸入管路的壓力形成壓差，在這個(gè)壓差的作用下，液體不斷地從吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了液體的連續(xù)輸送。2.簡(jiǎn)述吸收過(guò)程的主要影響因素。答案：吸收過(guò)程的主要影響因素包括以下幾個(gè)方面：-溫度：溫度降低，氣體在液體中的溶解度增大，對(duì)吸收有利；但溫度過(guò)低會(huì)影響吸收的速率，同時(shí)可能增加能耗。-壓力：增大壓力，氣體的分壓增大，溶解度增大，有利于吸收；但壓力過(guò)高會(huì)增加設(shè)備的投資和操作成本。-氣液接觸面積：氣液接觸面積越大，傳質(zhì)速率越快，吸收效果越好?？梢酝ㄟ^(guò)選擇合適的吸收設(shè)備，如填料塔、板式塔等，增加氣液接觸面積。-氣液流量：氣液流量的大小會(huì)影響氣液兩相的接觸時(shí)間和傳質(zhì)推動(dòng)力。一般來(lái)說(shuō)，適當(dāng)增加液體流量可以提高吸收效率，但過(guò)大的流量會(huì)導(dǎo)致液泛等問(wèn)題。-吸收劑的性質(zhì)：吸收劑的溶解度、選擇性、黏度等性質(zhì)對(duì)吸收過(guò)程有重要影響。吸收劑應(yīng)具有對(duì)溶質(zhì)溶解度大、選擇性高、黏度低等特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)中安全的重要性及主要安全措施。答案：化工生產(chǎn)中安全非常重要，原因如下：-化工生產(chǎn)涉及到許多易燃易爆、有毒有害的物質(zhì)，一旦發(fā)生事故，如火災(zāi)、爆炸、泄漏等，會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。-化工生產(chǎn)過(guò)程通常在高溫、高壓等特殊條件下進(jìn)行，設(shè)備和管道容易出現(xiàn)損壞和故障，如果不及時(shí)處理，可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。-化工生產(chǎn)事故還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，影響周邊居民的生活和健康。主要安全措施包括：-加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提高員工的安全意識(shí)和操作技能，使員工熟悉操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)。-定期對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。-安裝安全防護(hù)裝置，如安全閥、壓力表、液位計(jì)等，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。-制定應(yīng)急預(yù)案，定期進(jìn)行演練，以便在事故發(fā)生時(shí)能夠迅速、有效地進(jìn)行處理，減少損失。-加強(qiáng)廠區(qū)的安全管理，設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志，限制無(wú)關(guān)人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。四、計(jì)算題（10分）在一連續(xù)精餾塔中分離苯-甲苯混合物。已知進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5（苯的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），餾出液組成xD=0.9，釜?dú)堃航M成xW=0.1。試求餾出液流量D和釜?dú)堃毫髁縒。解：根據(jù)物料衡算，總物料衡算：F=D+W（1）易揮發(fā)組分物料衡算：F×xF=D×xD+W×xW（2）已知F=100kmol/h，xF=0.5，xD=0.9，xW=0.1將式（1）變形為W=F-D，代入式（2）得：F×xF=D×xD+(F-D)×xW100×0.5=D×0.9+(100-D)×0.150=0.9D+10-0.1D50-10=0.9D-0.1D