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30分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在常壓連續(xù)精餾塔中分離苯甲苯理想溶液，若進(jìn)料組成xF=0.45（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），塔頂產(chǎn)品xD=0.95，塔釜產(chǎn)品xW=0.05，回流比R=2.0，則該塔的最小回流比Rmin最接近下列哪一數(shù)值？A.1.12??B.1.25??C.1.38??D.1.51答案：C解析：由q線方程與平衡線交點(diǎn)坐標(biāo)(xe,ye)求Rmin=(xD?ye)/(ye?xe)，苯甲苯相對(duì)揮發(fā)度α=2.46，q=1（泡點(diǎn)進(jìn)料），計(jì)算得xe=0.45，ye=0.672，代入得Rmin=1.38。2.某反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→P，速率常數(shù)k=0.35min?1。若采用全混流反應(yīng)器（CSTR）與活塞流反應(yīng)器（PFR）串聯(lián)，CSTR在前，PFR在后，兩者體積相等，總空時(shí)τ=8min，則CSTR出口轉(zhuǎn)化率XA1與PFR出口總轉(zhuǎn)化率XA2分別為：A.0.57，0.87??B.0.50，0.82??C.0.63，0.90??D.0.60，0.85答案：A解析：CSTR：τ1=4min，XA1=kτ1/(1+kτ1)=0.35×4/(1+0.35×4)=0.583；PFR：τ2=4min，1?XA2=(1?XA1)exp(?kτ2)=0.417×exp(?1.4)=0.102，得XA2=0.898，取最接近值0.87。3.某離心泵輸送清水，額定流量Q=90m3/h，揚(yáng)程H=38m，效率η=78%。若改用密度ρ=1200kg/m3、粘度μ=1.2mPa·s的鹽水，流量不變，管路特性曲線不變，則泵的軸功率將：A.增加15%??B.增加20%??C.增加25%??D.增加30%答案：B解析：密度升高20%，粘度升高導(dǎo)致?lián)P程下降約2%，管路所需揚(yáng)程不變，泵需多提供20%壓能，軸功率P=ρgQH/η，密度項(xiàng)主導(dǎo)，增加約20%。4.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽冷凝加熱空氣，空氣走管程，蒸汽走殼程。若空氣流量增加20%，而蒸汽側(cè)傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣側(cè)，則總傳熱系數(shù)K將：A.增加20%??B.增加小于20%??C.增加大于20%??D.基本不變答案：B解析：空氣側(cè)為控制熱阻，K≈hi，hi∝G^0.8，流量增加20%，hi增加約0.2^0.8≈14.9%，故K增加小于20%。5.某二元理想溶液的相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料組成xF=0.50，若采用平衡蒸餾（閃蒸）使液相分率q=0.6，則汽相組成y與液相組成x分別為：A.0.714，0.357??B.0.690，0.375??C.0.670，0.395??D.0.650，0.410答案：A解析：物料衡算F=D+W，F(xiàn)xF=Dy+Wx，q=W/F=0.6，得y=(xF?qx)/(1?q)，平衡關(guān)系y=αx/[1+(α?1)x]，聯(lián)立解得x=0.357，y=0.714。6.某工廠采用雙膜理論計(jì)算吸收塔，已知?dú)饽髻|(zhì)系數(shù)kG=2.0×10?3kmol/(m2·s·kPa)，液膜傳質(zhì)系數(shù)kL=1.5×10??m/s，亨利常數(shù)H=0.85kPa·m3/kmol，則總氣相傳質(zhì)系數(shù)KG為：A.1.2×10?3??B.1.4×10?3??C.1.6×10?3??D.1.8×10?3kmol/(m2·s·kPa)答案：B解析：1/KG=1/kG+1/(HkL)=1/2.0×10?3+1/(0.85×1.5×10??)=500+784=1284，KG=1/1284≈1.4×10?3。7.在流化床干燥器中，若顆粒平均粒徑從0.5mm減小到0.3mm，其他條件不變，則臨界流化速度umf將：A.增加約40%??B.增加約60%??C.減少約40%??D.減少約60%答案：C解析：umf∝dp^1.82，(0.3/0.5)^1.82≈0.36，即減少約64%，最接近減少60%。8.某反應(yīng)為A+B→P，實(shí)驗(yàn)測得速率方程?rA=kCA^0.5CB^1.5，若將A濃度提高一倍，B濃度提高三倍，則反應(yīng)速率增大倍數(shù)約為：A.5.2??B.6.9??C.8.5??D.10.4答案：B解析：新速率/原速率=(2)^0.5×(3)^1.5=1.414×5.196≈7.35，最接近6.9。9.某精餾塔采用間接蒸汽加熱，若將進(jìn)料熱狀況從泡點(diǎn)改為飽和蒸汽，其他不變，則提餾段操作線斜率將：A.增大??B.減小??C.不變??D.先增后減答案：B解析：q值由1→0，提餾段液相流量L′=L+qF減小，汽相流量V′=V?(1?q)F增大，斜率L′/V′減小。10.在乙苯脫氫制苯乙烯的固定床反應(yīng)器中，常通入水蒸氣稀釋，其主要目的不包括：A.降低烴分壓??B.抑制結(jié)焦??C.提供部分熱量??D.提高平衡轉(zhuǎn)化率答案：C解析：水蒸氣為惰性，降低分壓、抑制結(jié)焦、提高平衡轉(zhuǎn)化率，但不直接提供反應(yīng)熱。11.某離心壓縮機(jī)入口流量Q1=1200m3/h，入口溫度T1=25℃，出口溫度T2=185℃，若可視為理想氣體，壓縮過程絕熱指數(shù)k=1.4，則壓縮比p2/p1約為：A.3.2??B.4.0??C.4.8??D.5.5答案：B解析：T2/T1=(p2/p1)^[(k?1)/k]，(185+273)/(25+273)=458/298=1.537，解得p2/p1=4.0。12.某工廠用納濾膜脫除鹽水中SO?2?，已知進(jìn)料SO?2?濃度c0=0.85g/L，透過液濃度cp=0.05g/L，濃縮液濃度cc=4.2g/L，則表觀截留率Robs為：A.0.94??B.0.90??C.0.88??D.0.85答案：A解析：Robs=1?cp/c0=1?0.05/0.85=0.941。13.在氣液鼓泡塔中，若表觀氣速從0.08m/s提高到0.15m/s，則液相體積傳質(zhì)系數(shù)kLa將：A.增加約0.5倍??B.增加約0.8倍??C.增加約1.1倍??D.增加約1.5倍答案：C解析：kLa∝uG^0.7，(0.15/0.08)^0.7≈2.1^0.7≈1.7，即增加約0.7倍，最接近1.1倍。14.某間歇反應(yīng)釜進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)A→P，CA0=2kmol/m3，k=0.15m3/(kmol·min)，若要求轉(zhuǎn)化率達(dá)90%，則所需反應(yīng)時(shí)間為：A.30min??B.45min??C.60min??D.75min答案：B解析：t=1/k[1/CA?1/CA0]=1/(0.15)[1/0.2?1/2]=6.67×4.5=30min，但CA=CA0(1?X)=0.2，故t=1/(0.15)[1/0.2?1/2]=30min，重新核算：t=X/[kCA0(1?X)]=0.9/(0.15×2×0.1)=30min，選A，但30min已為A，再驗(yàn)算無誤，更正答案為A。15.某三元體系液液平衡，用NRTL模型計(jì)算活度系數(shù)，若二元交互參數(shù)τij增大，則互溶度將：A.增大??B.減小??C.不變??D.先增后減答案：B解析：τij增大，活度系數(shù)增大，互溶度減小。16.在乙烯裂解爐輻射段，管壁溫度最高不得超過1100℃，其主要原因是：A.防止結(jié)焦加劇??B.防止管材蠕變??C.防止?fàn)t管熔融??D.防止輻射過熱答案：B解析：HP40合金長期超1100℃蠕變壽命急劇下降。17.某工廠采用MEA吸收CO?，富液再生時(shí)采用常壓再沸器，若再沸器溫度升至125℃，則MEA降解速率將：A.增加1倍??B.增加2倍??C.增加3倍??D.增加4倍答案：C解析：MEA熱降解活化能約120kJ/mol，溫度從110℃→125℃，k2/k1=exp[?Ea/R(1/398?1/383)]≈3.2。18.在聚苯乙烯懸浮聚合中，若分散劑用量不足，最易出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象是：A.分子量偏低??B.顆粒粘結(jié)成塊??C.反應(yīng)速率下降??D.引發(fā)劑失效答案：B解析：分散劑不足，液滴聚并，形成大塊。19.某旋風(fēng)分離器處理氣量Q=1800m3/h，顆粒密度ρp=2200kg/m3，氣體密度ρg=1.2kg/m3，粘度μ=1.8×10??Pa·s，臨界粒徑dcut=8μm，則入口氣速約為：A.12m/s??B.16m/s??C.20m/s??D.24m/s答案：B解析：dcut=[9μB/(2πNeρpui)]^0.5，標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)B=D/4，Ne=5，反算ui≈16m/s。20.某工廠用雙氧水氧化丙烯腈廢水，采用Fenton工藝，若H?O?/Fe2?摩爾比從10:1降至5:1，則COD去除率將：A.升高??B.降低??C.不變??D.先升后降答案：B解析：Fe2?過量，H?O?分解為O?，·OH產(chǎn)率下降，去除率降低。21.在天然氣脫水分子篩工藝中，若再生氣溫度從200℃提高到250℃，則再生能耗將：A.增加15%??B.增加25%??C.增加35%??D.增加45%答案：C解析：能耗與ΔT及水脫附熱呈線性，250℃時(shí)水脫附熱降低但顯熱增加，綜合增加約35%。22.某板框壓濾機(jī)恒壓過濾，濾餅不可壓縮，若過濾壓力提高一倍，則過濾速率將：A.增加1倍??B.增加0.5倍??C.增加0.41倍??D.不變答案：C解析：恒壓過濾V2=2kΔPt，k∝ΔP，ΔP→2ΔP，V∝√2，速率dV/dt∝√2/1≈1.41，即增加0.41倍。23.在乙二醇裝置中，環(huán)氧乙烷水合反應(yīng)器入口水烷摩爾比為15:1，若降低至10:1，則副產(chǎn)物二乙二醇選擇性將：A.升高??B.降低??C.不變??D.先升后降答案：A解析：水比降低，局部EO濃度升高，串聯(lián)副反應(yīng)增加，選擇性升高。24.某工廠用DCS控制精餾塔回流量，若將PID參數(shù)中積分時(shí)間TI從5min調(diào)至10min，則系統(tǒng)對(duì)階躍擾動(dòng)的響應(yīng)將：A.更快無超調(diào)??B.更慢無超調(diào)??C.更快有超調(diào)??D.更慢有超調(diào)答案：D解析：積分作用減弱，消除余差變慢，響應(yīng)更慢且易超調(diào)。25.在硫酸烷基化裝置中，若酸烴比從1.0:1降至0.8:1，則烷基化油辛烷值將：A.增加1.0單位??B.增加0.5單位??C.降低1.0單位??D.降低0.5單位答案：C解析：酸烴比降低，副反應(yīng)增加，辛烷值下降約1.0單位。26.某超臨界CO?萃取啤酒花，若壓力從25MPa降至20MPa，溫度保持50℃，則萃取速率將：A.增加10%??B.減少20%??C.減少40%??D.減少60%答案：C解析：密度從0.87→0.78g/cm3，溶劑強(qiáng)度下降，速率減少約40%。27.在聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器中，若氫氣濃度從0.2mol%降至0.1mol%，則產(chǎn)品熔融指數(shù)MI將：A.升高1倍??B.升高2倍??C.降低1倍??D.降低2倍答案：D解析：MI∝[H?]^?0.5，氫濃度減半，MI降低約2倍。28.某工廠用變壓吸附（PSA）制氫，若吸附劑由5A分子篩改為CuCl/AC，則CO分離因子將：A.增加2倍??B.增加5倍??C.增加10倍??D.增加20倍答案：C解析：CuCl絡(luò)合吸附CO，分離因子可提高約10倍。29.在硝酸銨中和反應(yīng)中，若中和溫度超過200℃，則最可能發(fā)生的危險(xiǎn)是：A.爆炸??B.分解產(chǎn)生N?O??C.水解??D.聚合答案：B解析：NH?NO?→N?O+2H?O，高溫分解。30.某工廠用臭氧氧化染料廢水，若pH從7升至9，則臭氧分解速率將：A.增加1倍??B.增加2倍??C.增加3倍??D.增加4倍答案：C解析：OH?催化O?分解，pH=9比pH=7速率增加約3倍。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.關(guān)于氣液兩相流壓降計(jì)算，下列方法中屬于均相模型假設(shè)的是：A.兩相速度相等??B.兩相密度加權(quán)平均??C.兩相粘度加權(quán)平均??D.滑移比為1??E.考慮界面剪切答案：A、B、C、D32.在乙烯裂解氣急冷鍋爐中，為抑制結(jié)焦可采取：A.提高蒸汽稀釋比??B.降低停留時(shí)間??C.采用滲鋁爐管??D.注入硫化氫??E.提高裂解溫度答案：A、B、C、D33.下列屬于非牛頓流體的有：A.聚丙烯酰胺溶液??B.番茄醬??C.原油??D.水煤漿??E.甘油答案：A、B、D34.關(guān)于分子篩吸附特性，正確的是：A.極性分子優(yōu)先吸附??B.孔徑越小吸附量越大??C.溫度升高吸附量下降??D.再生溫度與孔徑無關(guān)??E.硅鋁比影響酸性答案：A、C、E35.在生物柴油制備中，超臨界甲醇法的優(yōu)點(diǎn)包括：A.無需催化劑??B.反應(yīng)速率快??C.對(duì)原料水分不敏感??D.產(chǎn)物易分離??E.操作壓力低答案：A、B、C、D36.下列屬于膜分離過程濃差極化危害的是：A.通量下降??B.截留率升高??C.膜污染加劇??D.能耗降低??E.膜壽命縮短答案：A、C、E37.關(guān)于反應(yīng)器熱穩(wěn)定性，正確的是：A.多穩(wěn)態(tài)可能出現(xiàn)在放熱反應(yīng)??B.冷卻介質(zhì)溫度影響穩(wěn)定性??C.增大傳熱面積可提高穩(wěn)定性??D.一級(jí)反應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)多穩(wěn)態(tài)??E.Semenov數(shù)大于1必然穩(wěn)定答案：A、B、C38.在天然氣液化（LNG）中，常用制冷劑循環(huán)包括：A.丙烷預(yù)冷??B.乙烯深冷??C.甲烷深冷??D.氮膨脹??E.氨吸收答案：A、B、C、D39.下列屬于綠色溶劑的有：A.超臨界CO???B.離子液體??C.乙腈??D.水??E.二甲基亞砜答案：A、B、D40.關(guān)于粉體流動(dòng)函數(shù)FF，下列說法正確的是：A.FF=σ1/σc??B.FF>10易流動(dòng)??C.FF<2極易結(jié)拱??D.與粒徑分布無關(guān)??E.與含水率有關(guān)答案：A、B、C、E三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.在理想管式反應(yīng)器中，對(duì)于零級(jí)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率與空時(shí)成正比。答案：√42.根據(jù)吉布斯相律，三元體系三相平衡時(shí)自由度為2。答案：×（應(yīng)為1）43.對(duì)于不可壓縮濾餅，過濾常數(shù)k與過濾壓力成正比。答案：√44.在萃取精餾中，溶劑用量越大，塔頂產(chǎn)品純度一定越高。答案：×45.超臨界流體擴(kuò)散系數(shù)介于液體與氣體之間。答案：√46.在氣固流化床中，顆粒終端速度一定大于臨界流化速度。答案：√47.對(duì)于放熱可逆反應(yīng)，提高溫度總是有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。答案：×48.膜分離過程中，滲透汽化（PV）的分離因子與膜厚度無關(guān)。答案：√49.在反應(yīng)蒸餾中，反應(yīng)與分離同時(shí)進(jìn)行，可突破平衡限制。答案：√50.根據(jù)HagenPoiseuille方程，層流時(shí)壓降與管徑四次方成反比。答案：√四、計(jì)算題（共40分）51.（10分）某連續(xù)攪拌釜（CSTR）中進(jìn)行液相反應(yīng)A→P，速率方程為?rA=0.8CA/(1+0.5CA)2kmol/(m3·min)，其中CA單位為kmol/m3。進(jìn)料流量Q0=0.5m3/min，CA0=4kmol/m3，要求出口轉(zhuǎn)化率XA=0.85，求所需反應(yīng)器體積V。解：出口CA=CA0(1?XA)=4×0.15=0.6kmol/m3速率?rA=0.8×0.6/(1+0.5×0.6)2=0.48/1.32=0.284kmol/(m3·min)物料衡算V=Q0(CA0?CA)/?rA=0.5×(4?0.6)/0.284=0.5×3.4/0.284=5.99m3答案：V=6.0m352.（10分）某單殼程單管程換熱器，用冷卻水將有機(jī)溶液從85℃冷卻到45℃，有機(jī)溶液流量ms=8000kg/h，比熱容cp,s=2.5kJ/(kg·K)。冷卻水入口溫度25℃，出口溫度35℃，比熱容cp,w=4.18kJ/(kg·K)?？倐鳠嵯禂?shù)K=450W/(m2·K)，求所需換熱面積A。解：熱負(fù)荷Q=mscp,sΔT=8000×2.5×(85?45)=8000×100=800000kJ/h=222.2kW冷卻水流量mw=Q/(cp,wΔTw)=222.2/(4.18×10)=5.32kg/s=19150kg/h對(duì)數(shù)平均溫差ΔTm：熱端ΔT1=85?35=50℃，冷端ΔT2=45?25=20℃ΔTm=(50?20)/ln(50/20)=30/ln2.5=30/0.916=32.75℃面積A=Q/(KΔTm)=222200/(450×32.75)=15.1m2答案：A=15.2m253.（10分）某填料吸收塔用清水逆流吸收含SO?廢氣，入口y1=0.03（摩爾分?jǐn)?shù)），出口y2=0.001，入口清水x2=0，平衡關(guān)系y=0.8x，塔徑D=1.2m，操作壓力P=101.3kPa，溫度20℃，惰性氣體流量G′=60kmol/h，體積傳質(zhì)系數(shù)Kya=120kmol/(m3·h)。求所需填料高度Z。解：(y1?y2)=0.029最小液氣比(L/G)min=(y1?y2)/(y1/0.8?x2)=0.029/0.0375=0.773取L/G=1.2×0.773=0.928，L=55.7kmol/h操作線方程：y=y1+(L/G)(x?x2)=0.03?0.928x塔底x1=(G/L)(y1?y2)=0.029/0.928=0.0312傳質(zhì)單元數(shù)NOG=∫dy/(y?y)=ln[(y1?y1)/(y2?y2)]?(y1?y2)/(y