化工技术类专业技能考核试题及答案

化工技术类专业技能考核试题及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.流体在圆管内流动时，若雷诺数Re=2500，其流动形态为（）。A.层流B.湍流C.过渡流D.无法判断2.离心泵启动前未充满液体，会导致（）现象。A.气蚀B.气缚C.汽蚀D.喘振3.某换热器中，冷流体入口温度为20℃，出口温度为50℃；热流体入口温度为100℃，出口温度为60℃。若为逆流操作，其平均温差Δtm为（）。A.40℃B.45℃C.50℃D.55℃4.精馏操作中，若回流比R增大，则塔顶产品纯度（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降5.吸收过程中，亨利定律适用于（）的情况。A.高压、浓溶液B.高压、稀溶液C.低压、浓溶液D.低压、稀溶液6.反应A→B为一级不可逆反应，初始浓度cA0=2mol/L，反应速率常数k=0.5min⁻¹，反应1min后cA为（）。A.0.5mol/LB.1mol/LC.1.21mol/LD.1.49mol/L7.流化床反应器中，颗粒开始流化时的最低气速称为（）。A.带出速度B.临界流化速度C.终端速度D.操作速度8.工业合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃（放热反应），提高平衡转化率的措施是（）。A.升高温度B.降低压力C.加入催化剂D.及时分离NH₃9.列管式换热器中，壳程设置折流板的主要目的是（）。A.增加壳程流体流速B.减少壳程流体阻力C.提高管程流体流速D.防止流体短路10.某往复泵的流量调节应采用（）。A.出口阀调节B.旁路调节C.改变电机转速D.改变冲程长度11.干燥过程中，当物料表面温度等于空气湿球温度时，处于（）阶段。A.预热B.恒速干燥C.降速干燥D.平衡12.萃取操作中，分配系数K=（）。A.萃取相中溶质浓度/萃余相中溶质浓度B.萃余相中溶质浓度/萃取相中溶质浓度C.萃取剂用量/原料液用量D.原料液用量/萃取剂用量13.某精馏塔塔顶采出量D=50kmol/h，进料量F=150kmol/h，则回流比R=2时，精馏段上升蒸汽量V为（）。A.100kmol/hB.150kmol/hC.200kmol/hD.250kmol/h14.化工管道中，用于控制流体流量的阀门是（）。A.截止阀B.闸阀C.止回阀D.球阀15.下列不属于化工单元操作的是（）。A.结晶B.聚合C.过滤D.蒸馏二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.影响离心泵扬程的因素有（）。A.叶轮直径B.转速C.流体密度D.流量2.下列属于化工生产“三废”的是（）。A.废气B.废热C.废水D.废渣3.提高传热速率的途径包括（）。A.增大传热面积B.提高平均温差C.降低总传热系数D.减少污垢热阻4.固定床反应器的特点有（）。A.床层内流体流动接近平推流B.催化剂易磨损C.传热性能差D.操作稳定5.下列关于吸收塔设计的说法正确的是（）。A.液气比增大，吸收推动力增大B.最小液气比由平衡线和操作线交点决定C.填料层高度与传质单元数和传质单元高度有关D.增加塔径可提高处理能力三、填空题（共10空，每空1分，共10分）1.流体在圆管中作层流流动时，其平均流速为管中心最大流速的______倍。2.离心泵的性能曲线包括HQ曲线、______曲线和ηQ曲线。3.精馏塔中，提馏段操作线方程的表达式为______。4.对于气膜控制的吸收过程，总传质系数Kₓ近似等于______（填液相传质系数kₓ或气相传质系数kᵧ）。5.化学反应速率的表示方法为______的变化率。6.流化床反应器中，当气速超过颗粒终端速度时，颗粒会被气流带出，此现象称为______。7.工业上常用的干燥介质是______，其湿度定义为______中所含水蒸气的质量。8.萃取操作中，选择性系数β越大，说明萃取剂对溶质的溶解能力______（填“越强”或“越弱”）。9.列管式换热器按结构可分为固定管板式、______和填料函式。四、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述离心泵启动前必须灌泵的原因。2.精馏塔操作中，若塔顶采出量过大，会对产品质量产生什么影响？如何调整？3.比较间歇反应器与连续反应器的特点（从操作方式、生产能力、温度控制等方面）。4.简述化工生产中防止静电危害的主要措施。五、计算分析题（共2题，第1题10分，第2题15分，共25分）1.某合成氨厂需要将5000kg/h的氮气（N₂）从20℃加热到150℃，采用170℃的饱和水蒸气作为热源。已知氮气的定压比热容cp=1.04kJ/(kg·℃)，换热器的总传热系数K=30W/(m²·℃)，求所需的传热面积（忽略热损失）。2.某连续操作的精馏塔用于分离苯甲苯混合液，进料量F=100kmol/h，进料组成为xF=0.4（摩尔分数，下同），泡点进料（q=1），塔顶馏出液组成为xD=0.95，塔底釜液组成为xW=0.05。操作回流比R=2，物系的相对挥发度α=2.5。（1）计算塔顶馏出量D和塔底釜液量W；（2）写出精馏段操作线方程；（3）计算进料板上方第n层理论板的液相组成xₙ（假设第n层板为理论板，且yₙ=0.75）。参考答案及评分标准一、单项选择题（每题2分）1.C2.B3.B（逆流Δtm=[(10050)(6020)]/ln[(10050)/(6020)]=45℃）4.A5.D6.C（一级反应ln(cA0/cA)=kt，解得cA=2×e^(0.5×1)=1.21mol/L）7.B8.D9.A10.B（往复泵流量与扬程无关，出口阀调节会超压，故用旁路）11.B12.A13.B（V=R×D+D=3×50=150kmol/h？不，R=V/D1，故V=R×D=2×50=100？需重新计算：精馏段上升蒸汽量V=R×D+D=D(R+1)=50×3=150，选B）14.A（截止阀调节流量，闸阀全开/全关）15.B（聚合属于化学反应过程，非单元操作）二、多项选择题（每题3分，错选、漏选不得分）1.ABD（扬程与密度无关）2.ACD3.ABD（提高K需减小热阻）4.ACD（固定床催化剂不易磨损，流化床易磨损）5.ABCD（均正确）三、填空题（每空1分）1.0.52.NQ（轴功率）3.y=(L’/V’)x(W/V’)xW（或具体表达式）4.kₓ（气膜控制时，液膜阻力可忽略，Kₓ≈kₓ）5.反应物或生成物浓度6.夹带7.空气；单位质量干空气8.越强9.U型管式四、简答题（每题5分）1.原因：离心泵的叶轮旋转时依靠离心力将液体甩出（2分）。若启动前未灌泵，泵内充满空气，空气密度小，产生的离心力不足以将空气排出，无法在入口处形成足够真空，液体无法被吸入泵内（2分），导致泵无法正常工作（1分）。2.影响：塔顶采出量过大，回流比减小（1分），精馏段传质推动力降低（1分），塔顶产品中重组分含量增加，纯度下降（1分）。调整措施：减小塔顶采出量D（1分），或增大回流比R（1分）。3.间歇反应器：分批操作（1分），生产能力低（1分），温度易控制（1分）；连续反应器：连续进料出料（1分），生产能力高（1分），温度控制复杂（1分）。（注：需答满5点，合理即可）4.措施：①设备接地（1分）；②增加环境湿度（1分）；③使用抗静电材料（1分）；④控制流体流速（1分）；⑤添加抗静电剂（1分）。五、计算分析题（共25分）1.解：（1）计算氮气吸收的热量Q：Q=qm×cp×Δt=5000kg/h×1.04kJ/(kg·℃)×(15020)℃=5000×1.04×130=676000kJ/h=187778W（3分）（2）计算平均温差Δtm：饱和水蒸气温度170℃，氮气入口20℃，出口150℃，逆流时Δt1=170150=20℃，Δt2=17020=150℃（2分）Δtm=(Δt1Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=(20150)/ln(20/150)=(130)/(1.903)=68.3℃（2分）（3）传热面积A=Q/(K×Δtm)=187778W/(30W/(m²·℃)×68.3℃)=187778/(2049)=91.6m²（3分）答：所需传热面积约为91.6m²。2.解：（1）物料衡算：总物料：F=D+W→100=D+W（1分）易挥发组分：F×xF=D×xD+W×xW→100×0.4=D×0.95+W×0.05（1分）联立解得：D=38.89kmol/h，W=61.11kmol/h（2分）（2）精馏段操作线方程：y=(R/(R+1))x+xD/(R+1)=(2/3)x+0.95/3→y=0.6667x+0.3167（3分）（3）第n层板为理论板，满足相平衡关系yₙ=α