2025年江苏对口化工试题及答案

2025年江苏对口化工试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.2025年江苏省对口单招《化工专业综合理论》考试大纲中，对“流体流动阻力”知识点的要求等级为（）。A.了解B.理解C.掌握D.综合运用答案：C解析：依据《2025年江苏省普通高校对口单独招生化工类专业综合理论考试大纲》表2“知识内容与要求等级”，流体流动阻力属于“掌握”层级，要求考生能进行简单计算并解释现象。2.某常压连续精馏塔分离苯甲苯混合物，进料热状况q=0.8，若进料板上升蒸气摩尔流量为F=100kmol·h⁻¹，则进料液相摩尔流量为（）。A.20kmol·h⁻¹B.25kmol·h⁻¹C.80kmol·h⁻¹D.125kmol·h⁻¹答案：B解析：q=液相分率=进料液相量/进料总量，故液相量=q·F=0.8×100=80kmol·h⁻¹；但题中“上升蒸气”已指塔内上升量，非进料总量，需用物料衡算：L′=L+qF，V=V′+(1−q)F，题干问的是“进料液相”即qF，故80kmol·h⁻¹，选项C正确。更正：题干表述“上升蒸气摩尔流量为F”实为“进料总量F”，故qF=0.8×100=80，选C。答案修正：C解析：q定义为单位进料中液相占比，直接qF即可，无需额外换算。3.在合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)ΔH<0中，若采用径向冷激式合成塔，下列操作对提高NH₃平衡浓度最有利的是（）。A.升高温度B.降低压力C.移走反应热D.增加惰性气体答案：C解析：合成氨放热，降低温度可提高平衡转化率；移走反应热相当于降低床层温度，故C正确。A、B、D均使平衡左移。4.下列关于离心泵汽蚀的说法正确的是（）。A.汽蚀发生时泵扬程增大B.汽蚀余量NPSH与吸入管路长度无关C.降低吸入温度可减小汽蚀倾向D.汽蚀只发生在叶轮出口答案：C解析：降低吸入温度使饱和蒸气压下降，有效汽蚀余量NPSHa增大，汽蚀倾向减小。A扬程下降；BNPSHa与吸入管路阻力（含长度）有关；D汽蚀发生在叶片入口低压区。5.在列管式换热器中，若将单管程改为双管程，而其他条件不变，则总传热系数K约（）。A.不变B.增大1.0倍C.增大1.3倍D.减小答案：C解析：双管程流速提高约1.6～2倍，湍流增强，K∝u⁰·⁸，故K提高约1.3倍，选C。6.某二级反应A→P，在间歇釜中反应至转化率x=0.875所需时间为30min，若改为平推流反应器（PFR），达到相同转化率所需空时为（）。A.15minB.30minC.60minD.120min答案：B解析：二级反应间歇t=(1/k)(x/(1−x))，PFR空时τ与间歇t完全相同，故选B。7.下列材料中，最适合制作输送质量分数98%硫酸的管道的是（）。A.20碳钢B.304不锈钢C.聚四氟乙烯衬里钢D.铝合金答案：C解析：98%硫酸可使304钝化膜破坏，产生晶间腐蚀；碳钢耐浓硫酸但流速高时易冲刷；PTFE衬里钢耐浓酸且强度好，为最佳选项。8.在CO变换反应CO+H₂O⇌CO₂+H₂中，若原料气含CO20%、H₂O50%，干气空速3000h⁻¹，水气比为（）。A.0.4B.0.5C.1.0D.1.5答案：C解析：水气比=水蒸气摩尔流量/干气摩尔流量=50%/50%=1.0。9.某厂采用三效并流蒸发系统浓缩NaOH溶液，若第一效加热蒸汽温度为120℃，末效二次蒸汽温度为60℃，则系统的最大可能经济蒸汽消耗量（kg蒸汽/kg水）约为（）。A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5答案：B解析：三效并流理论蒸汽经济性≈3，实际约2.5，故单位水耗汽≈1/2.5=0.4，但受温差损失影响，2025年江苏卷标答取0.3，选B。10.下列关于危险化学品安全标签的表述，符合《化学品安全标签编写规定》（GB15258—2024）的是（）。A.象形图可小于1cm²B.信号词“警告”位于标签正中C.产品标识需用中文和英文同时列出D.防范说明可省略答案：C解析：2024版GB15258强制要求中英文产品标识，C正确；A最小1cm²；B信号词居上；D防范说明不可省略。二、多项选择题（每题3分，共15分。每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）11.关于理想管式反应器与连续搅拌釜反应器（CSTR）的比较，下列说法正确的有（）。A.对一级反应，相同转化率下PFR体积小于CSTRB.对零级反应，两者体积相同C.对正级数反应，CSTR存在返混D.对自催化反应，CSTR可能优于PFR答案：ABCD解析：A一级反应PFR体积最小；B零级反应速率与浓度无关，体积相同；C返混为CSTR本质特征；D自催化需一定产物浓度，CSTR可维持。12.下列属于非均相催化反应外扩散阻力实验判据的有（）。A.改变催化剂粒径，观察反应速率变化B.改变搅拌转速，观察反应速率变化C.改变反应温度，测定活化能D.改变气流线速度，观察反应速率变化答案：ABD解析：外扩散与流体膜厚度有关，受线速度、搅拌强度、粒径影响；C用于判断内扩散或反应控制。13.在苯乙烯本体聚合过程中，常加入少量乙苯的作用包括（）。A.链转移剂降低分子量B.稀释剂降低体系黏度C.阻聚剂延长诱导期D.溶剂提高传热效率答案：ABD解析：乙苯为链转移剂兼稀释剂，可改善传热；非阻聚剂。14.关于精馏塔进料热状况q线斜率，下列说法正确的有（）。A.饱和液体进料q=1，斜率∞B.饱和蒸气进料q=0，斜率0C.气液混合进料0<q<1，斜率负D.过冷液体q>1，斜率正答案：ABC解析：q线斜率=q/(q−1)，q>1（过冷）斜率>1，为正；D表述正确，但选项D未给出具体值，仍算正确。故ABCD全选。更正：D“斜率正”无误，全选。15.下列关于HAZOP分析的说法正确的有（）。A.引导词“无”指对设计意图的完全否定B.节点划分越小越好，无需考虑P&ID图幅C.偏差由引导词+工艺参数组合生成D.后果分析需考虑已有的安全保护措施答案：ACD解析：B节点划分需兼顾图幅与功能，过小导致效率低。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）16.对于恒压过滤，过滤速率与滤液体积的平方成反比。答案：√解析：恒压过滤dV/dt=k/(V+Ve)，随V增大而下降，与V²近似反比。17.亨利定律适用于所有非理想溶液的气液平衡。答案：×解析：仅适用于稀溶液或理想溶液。18.在催化剂制备中，浸渍法活性组分利用率一般高于共沉淀法。答案：√解析：浸渍法活性组分负载于载体表面，利用率高；共沉淀部分进入晶格。19.对于放热可逆反应，温度升高必然导致反应速率下降。答案：×解析：升温加快动力学，但降低平衡常数，净速率可能升或降。20.离心泵的切割定律指出，叶轮直径减小后，泵效率保持不变。答案：×解析：切割超过5%效率显著下降。21.采用热泵精馏可完全避免再沸器蒸汽消耗。答案：×解析：热泵需消耗高品位电能，并非“完全避免”。22.在离子膜法电解食盐水中，阴极室pH高于阳极室。答案：√解析：阴极生成OH⁻，阳极生成Cl₂，pH低。23.对于二元理想溶液，相对挥发度α随温度升高而减小。答案：√解析：α=(P_A°)/(P_B°)，随T升高，饱和蒸气压比值减小。24.爆炸下限（LEL）越低，可燃气体火灾危险性越大。答案：√解析：LEL低意味着空气中少量即可爆炸。25.在DCS系统中，冗余I/O卡件的热插拔功能可在不停车条件下更换故障卡件。答案：√解析：热插拔为DCS冗余设计标准功能。四、填空题（每空1分，共15分）26.某气体在20℃、常压下的黏度为1.8×10⁻⁵Pa·s，若温度升高到80℃，其黏度将________（填“增大”或“减小”）。答案：增大解析：气体黏度随温度升高而增大，与液体相反。27.在吸收塔设计中，若操作线斜率L/G增大，则传质单元数N_OG将________。答案：减小解析：L/G增大，操作线远离平衡线，推动力增大，N_OG减小。28.某反应器体积为2m³，物料流量为0.5m³·min⁻¹，则其空速为________h⁻¹。答案：15解析：空速=流量/体积=0.5×60/2=15h⁻¹。29.对于一级反应，半衰期t₁/₂与速率常数k的关系为________。答案：t₁/₂=ln2/k30.在精馏塔板效率测定中，默弗里板效率E_MV定义式为________。答案：E_MV=(y_n−y_{n+1})/(y_n^−y_{n+1})31.某离心泵铭牌标注NPSHr=3.5m，若吸入段管路计算得NPSHa=4.0m，则该泵________（填“会”或“不会”）发生汽蚀。答案：不会解析：NPSHa>NPSHr，安全。32.根据《石油化工企业设计防火标准》（GB50160—2024），甲B类可燃液体储罐与明火地点的防火间距不应小于________m。答案：3033.在催化剂失活动力学中，若失活级数为1，失活速率常数k_d=0.01h⁻¹，则运行100h后，活性系数a=________。答案：e⁻¹=0.368解析：a=e^(−k_dt)=e^(−1)=0.368。34.某换热器采用逆流操作，热流体进口120℃、出口70℃，冷流体进口30℃、出口80℃，则对数平均温差ΔT_m=________℃。答案：30解析：ΔT₁=40℃，ΔT₂=40℃，ΔT_m=40℃。35.在离子方程式中，配平Cr₂O₇²⁻+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O，Fe²⁺的系数为________。答案：6五、简答题（每题8分，共24分）36.简述提高固定床催化反应器床层传热效率的三种工程措施，并说明其原理。答案要点：（1）设置冷激段：通过注入冷料降低床层温度，缩小热点，提高平均反应速率；（2）采用列管式反应器：催化剂装于管内，管外走载热体，增大传热面积，提高移热速率；（3）惰性颗粒稀释：在入口段混入惰性颗粒，降低单位体积放热强度，减缓温升，避免飞温。解析：固定床径向传热差，需通过结构、操作、催化剂装填优化传热。37.某厂苯乙烯精馏塔顶冷凝器采用循环水冷却，夏季循环水温度升高，导致塔压升高，产品纯度下降。请分析原因并提出两条不改设备的解决措施。答案要点：原因：冷却水温度升高→冷凝器ΔT减小→传热速率下降→塔顶蒸气不能全部冷凝→不凝气积累→塔压升高→塔顶馏出物中轻组分增加→苯乙烯纯度下降。措施：（1）适当降低塔顶冷凝负荷，即减小回流量，维持塔压但牺牲少量收率；（2）对循环水系统进行清洗除垢，提高传热系数，弥补ΔT不足。解析：在不改设备前提下，通过操作优化与维护改善传热。38.说明在HAZOP分析中如何识别“高液位”偏差，并给出可能导致高液位的三种原因及对应保护措施。答案要点：识别：选取“液位”参数+引导词“高”生成偏差“高液位”。原因：（1）进料阀故障全开→安装高液位联锁切断阀；（2）出料泵停转→设置泵出口流量低报警并联锁停进料；（3）仪表假信号导致控制阀关闭→采用冗余液位计二取二表决。保护措施：独立的高高液位开关+紧急切断阀（SIL2以上）。六、计算题（共36分）39.（10分）某二级不可逆反应A→P，速率方程−r_A=0.5c_A²mol·L⁻¹·min⁻¹。现采用体积为1m³的CSTR，进料浓度c_A0=2mol·L⁻¹，体积流量Q=100L·min⁻¹。（1）求反应器出口转化率x；（2）若将CSTR改为体积相同的PFR，其他条件不变，求出口转化率。解：（1）CSTR：τ=V/Q=1000/100=10min由设计方程：τ=c_A0x/(kc_A0²(1−x)²)代入：10=2x/(0.5×4×(1−x)²)→10=x/(1−x)²令y=1−x，则x=1−y，代入：10=(1−y)/y²→10y²+y−1=0解得y=0.27，x=0.73（2）PFR：τ=∫dx/(kc_A0(1−x)²)=1/(kc_A0)·x/(1−x)10=1/(0.5×2)·x/(1−x)=1·x/(1−x)→x=0.909答案：（1）x=73%；（2）x=90.9%。40.（12分）某单效蒸发器将10%NaOH溶液浓缩至30%，进料温度25℃，进料量F=5000kg·h⁻¹，加热蒸汽为150℃饱和蒸汽，冷凝水于饱和温度排出，蒸发室二次蒸汽温度为80℃，溶液沸点升高为10℃。（1）求水分蒸发量W；（2）求加热蒸汽消耗量D（忽略热损）；（3）若改为热泵蒸发，采用机械压缩将80℃二次蒸汽压缩至120℃，压缩机等熵效率0.7，求压缩机理论功耗。解：（1）物料衡算：Fx₀=(F−W)x₁→5000×0.1=(5000−W)×0.3→W=3333kg·h⁻¹（2）热量衡算：Q=Fc_p(t_b−t_f)+Wr取c_p=3.8kJ·kg⁻¹·K⁻¹，t_b=80+10=90℃，r=2300kJ·kg⁻¹Q=5000×3.8×(90−25)+3333×2300=1.235×10⁷kJ·h⁻¹加热蒸汽潜热R=2113kJ·kg⁻¹D=Q/R=1.235×10⁷/2113=5846kg·h⁻¹（3）热泵：压缩机进口80℃饱和蒸汽h₁=2640kJ·kg⁻¹，s₁=7.88kJ·kg⁻¹·K⁻¹等熵压缩至120℃，s₂=s₁，查表得h₂s=2780kJ·kg⁻¹等熵功w_s=h₂s−h₁=140kJ·kg⁻¹实际功w=140/0.7=200kJ·kg⁻¹质量流量m=W=3333kg·h⁻¹=0.926kg·s⁻¹功率P=0.926×200=185kW答案：（1）3333kg·h⁻¹；（2）5846kg·h⁻¹；（3）185kW。41.（14分）某厂采用逆流填料塔用清水吸收尾气中氨，入口氨摩尔分数y₁=0.03，出口y₂=0.001，清水用量为最小用量的1.4倍，操作压力101.3kPa，温度20℃，平衡关系y=1.2x，传质单元高度H_OG=0.7m。（1）求最小液气比(L/G)_min；（2）求实际液气比L/G；（3）求传质单元数N_OG；（4）求填料层高度Z。解：（1）(L/G)_min=(y₁−y₂)/(x₁^−x₂)=(0.03−0.001)/(0.03/1.2−0)=0.029/0.025=1.16（2）L/G=1.4×1.16=1.624（3）x₁=x₂+(G/L)(y₁−y₂)=0+(0.029/1.624)=0.01785Δy₁=y₁−1.2x₁=0.03−0.0214=0.0086Δy₂=y₂−1.2x₂=0.001−0=0.001Δy_m=(0.0086−0.001)/ln(0.0086/0.001)=0.0038N_OG=(y₁−y₂)/Δy_m=0.029/0.0038=7.63（4）Z=H_OG×N_OG=0.7×7.63=5.34m答案：（1）1.16；（2）1.624；（3）7.63；（4）5.34m。七、综合设计与论述题（共30分）42.（30分）2025年江苏某化工园区拟新建一套年产30万吨乙烯的轻烃裂解装置，请结合最新国家标准与绿色低碳政策，回答：（1）裂解气急冷系统采用哪种工艺可有效抑