2025年化工总控工(中级)技能鉴定《理论知识》真题(附专业解析)

2025年化工总控工(中级)技能鉴定《理论知识》练习题(附专业解析)一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分。每题只有1个正确选项）1.离心泵在启动前未灌泵，最可能导致的现象是（）。A.气蚀B.气缚C.扬程过高D.功率过载2.工业上常用的间壁式换热器中，传热速率公式为Q=K·A·Δtm，其中K的单位是（）。A.W/(m·℃)B.W/(m²·℃)C.kJ/(m·h·℃)D.kW/(m³·℃)3.精馏操作中，若进料状态由饱和液体变为冷液体，其他条件不变时，所需理论板数会（）。A.增加B.减少C.不变D.先增后减4.某反应的速率方程为r=k·c(A)·c(B)，该反应的级数为（）。A.0级B.1级C.2级D.3级5.以下不属于压力容器安全附件的是（）。A.爆破片B.温度计C.紧急切断阀D.液位计6.用差压式流量计测量流体流量时，若被测流体密度增大，而差压不变，则流量示值会（）。A.偏大B.偏小C.不变D.先大后小7.合成氨工艺中，原料气需经过脱硫处理，主要目的是（）。A.防止催化剂中毒B.提高反应速率C.降低能耗D.减少设备腐蚀8.下列气体中，属于可燃气体且爆炸极限范围最宽的是（）。A.氢气B.甲烷C.一氧化碳D.乙炔9.搅拌反应釜中，搅拌器的主要作用是（）。A.提高反应温度B.促进物料混合与传热C.增加反应压力D.减少副反应10.某溶液pH=3，其氢离子浓度为（）。A.0.01mol/LB.0.001mol/LC.0.1mol/LD.0.0001mol/L11.工业管道标识中，红色通常代表（）。A.水B.蒸汽C.可燃液体D.酸/碱12.以下属于非均相反应的是（）。A.氢气与氧气的燃烧B.盐酸与氢氧化钠中和C.煤的气化D.乙醇的精馏13.离心式压缩机的“喘振”现象是由于（）。A.流量过大B.流量过小C.压力过高D.温度过高14.工业废水处理中，混凝沉淀法主要去除的污染物是（）。A.溶解性有机物B.悬浮颗粒物C.重金属离子D.氨氮15.DCS系统中，“AI”信号代表（）。A.模拟输入B.模拟输出C.数字输入D.数字输出二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）1.以下属于化工单元操作的有（）。A.过滤B.中和反应C.精馏D.干燥2.影响换热器传热效果的因素包括（）。A.传热面积B.冷热流体流量C.换热器材质D.操作压力3.离心泵运行中出现振动过大，可能的原因有（）。A.轴承磨损B.叶轮不平衡C.入口管路堵塞D.电机转速过高4.化工生产中，防止静电危害的措施包括（）。A.设备接地B.增加环境湿度C.使用抗静电材料D.降低物料流速5.以下属于危险化学品的有（）。A.浓硫酸B.氮气C.液化石油气D.高锰酸钾6.精馏塔操作中，若塔顶产品不合格（重组分含量高），可能的调整措施是（）。A.增加回流比B.提高塔底温度C.减少进料量D.降低塔顶压力7.反应釜的安全操作要点包括（）。A.严禁超温超压运行B.定期校验安全阀C.投料前检查密封性能D.停车后直接打开人孔8.工业仪表中，属于流量检测仪表的有（）。A.孔板流量计B.热电偶C.涡轮流量计D.浮子流量计9.以下属于“三废”的有（）。A.废气B.废催化剂C.废热D.废水10.化工生产中，紧急停车的触发条件包括（）。A.关键设备故障B.仪表系统失灵C.原料供应中断D.操作人员换班三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.伯努利方程的物理意义是（）守恒。2.精馏塔的最小回流比是指（）时的回流比。3.反应速率常数k的单位取决于（）。4.安全阀的起跳压力应（）设备的设计压力。5.列管式换热器按结构可分为（）、浮头式和U型管式。6.调节溶液pH值时，常用的酸中和剂是（）（举1例）。7.催化剂的活性通常用（）表示。8.压缩空气的露点温度越低，说明其（）越好。9.吸收塔的液气比是指（）与气体流量的比值。10.DCS系统的全称是（）。四、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.离心泵启动前为何需要灌泵？若未灌泵会导致什么后果？2.精馏塔操作中，若塔压突然升高，对分离效果有何影响？应如何调整？3.反应釜运行中温度失控（超温），请简述应急处理步骤。4.设计列管式换热器时，如何选择管程和壳程的介质？（至少列出3条原则）五、应用题（共2题，每题15分，共30分）1.物料衡算题：某合成氨装置中，原料气组成为：H₂74%（体积分数，下同）、N₂24%、Ar2%。反应方程式为N₂+3H₂⇌2NH₃。假设原料气转化率为25%（以N₂计），且无副反应。（1）计算原料气中H₂与N₂的摩尔比是否符合化学计量比？（2）若每小时通入原料气1000m³（标准状态），计算每小时生成NH₃的体积（标准状态）。2.传热计算题：某列管式换热器用于加热原油（壳程），热介质为150℃的饱和蒸汽（管程）。原油入口温度30℃，出口温度80℃；蒸汽冷凝后变为100℃的饱和水。已知总传热系数K=300W/(m²·℃)，热负荷Q=1.5×10⁶W。（1）计算对数平均温差Δtm；（2）计算所需的传热面积A（保留2位小数）。参考答案与解析一、单项选择题1.B解析：离心泵启动前未灌泵，泵内充满空气，因空气密度小，叶轮旋转产生的离心力不足以形成足够真空度，无法吸入液体，导致“气缚”。气蚀是因叶轮入口压力低于液体饱和蒸气压引起的气泡破裂现象。2.B解析：传热速率公式Q=K·A·Δtm中，K为总传热系数，单位为W/(m²·℃)，表示单位面积、单位温差下的传热速率。3.B解析：冷液体进料的焓值低于饱和液体，q线斜率更大（q>1），与平衡线交点上移，精馏段操作线与提馏段操作线距离平衡线更远，所需理论板数减少。4.C解析：速率方程中各浓度项指数之和为反应级数，本题中r=k·c(A)·c(B)，级数为1+1=2级。5.D解析：压力容器安全附件包括安全阀、爆破片、紧急切断阀、压力表等；液位计用于监测液位，不属于安全附件。6.A解析：差压式流量计流量公式为q=α·ε·(Δp/ρ)^0.5·A，若ρ增大，Δp不变时，q计算值偏大（因实际流量与ρ^0.5成反比，但仪表按设计密度标定）。7.A解析：合成氨催化剂（如铁系催化剂）易被硫、磷等杂质中毒失活，脱硫的主要目的是保护催化剂。8.A解析：氢气爆炸极限为4%75%（体积分数），乙炔为2.5%80%，甲烷为5%15%，一氧化碳为12.5%74.2%。氢气爆炸极限最宽。9.B解析：搅拌器通过机械作用促进物料混合，同时强化传热（增大湍动程度，减少传热热阻）。10.B解析：pH=lg[H⁺]，pH=3时，[H⁺]=10^3=0.001mol/L。11.B解析：工业管道标识中，红色代表蒸汽，绿色代表水，黄色代表可燃液体，紫色代表酸/碱。12.C解析：非均相反应指反应物存在不同相（如气固、液固），煤的气化（固体煤与气体H₂O反应）属于非均相反应；其余选项为均相反应。13.B解析：离心式压缩机流量过小会导致气流在叶轮中分离，引发周期性振动和噪声，即“喘振”。14.B解析：混凝沉淀法通过投加混凝剂使悬浮颗粒物聚集沉淀，主要去除悬浮态污染物；溶解性有机物需通过生化法去除。15.A解析：DCS中，AI（AnalogInput）为模拟输入信号（如温度、压力的连续信号），AO为模拟输出，DI为数字输入，DO为数字输出。二、多项选择题1.ACD解析：化工单元操作是物理过程，包括过滤、精馏、干燥等；中和反应是化学反应，属于单元过程。2.ABC解析：传热效果与传热面积（A）、传热温差（Δtm）、总传热系数（K，与流体流量、换热器材质有关）相关；操作压力对Δtm影响较小（除非改变相变）。3.AB解析：离心泵振动过大常见原因：轴承磨损、叶轮不平衡、基础松动等；入口堵塞会导致流量不足，电机转速过高可能超出设计范围但非主因。4.ABCD解析：防止静电措施包括接地、增加湿度（降低电阻率）、使用抗静电材料、控制流速（减少摩擦）等。5.ACD解析：危险化学品包括腐蚀品（浓硫酸）、易燃气体（液化石油气）、氧化剂（高锰酸钾）；氮气为惰性气体，不属于危险化学品。6.AD解析：塔顶产品重组分含量高，说明轻组分未完全冷凝，需增加回流比（提高塔顶冷凝量）或降低塔压（增大相对挥发度，提高分离效率）；提高塔底温度会增加塔底轻组分含量，减少进料量可能降低处理能力但未必改善分离。7.ABC解析：反应釜停车后需先泄压、降温，待内部无压力且温度降至安全范围后再打开人孔，直接打开会导致介质喷出。8.ACD解析：孔板、涡轮、浮子流量计用于流量检测；热电偶是温度检测仪表。9.ABD解析：“三废”指废气、废水、废渣（废催化剂属于废渣）；废热是可回收能源，不属于“三废”。10.ABC解析：紧急停车触发条件包括设备故障、仪表失灵、原料中断等；操作人员换班属于正常操作，无需紧急停车。三、填空题1.机械能（或动能、势能、静压能之和）2.理论板数为无穷大（或分离所需板数最少）3.反应级数（或速率方程的形式）4.不大于（或≤）5.固定管板式6.硫酸（或盐酸、硝酸等）7.单位时间单位质量催化剂的反应量（或转化率）8.干燥程度（或含湿量低）9.液体流量10.分布式控制系统四、简答题1.答案：离心泵启动前灌泵是为了排出泵内空气，使叶轮充满液体。若未灌泵，泵内空气密度小，叶轮旋转产生的离心力不足以形成足够的真空度，无法将液体吸入泵内（气缚现象），导致泵无法正常输液，且可能因空转而损坏叶轮。2.答案：塔压升高会使混合液的相对挥发度降低（各组分沸点接近），分离难度增大，塔顶产品中重组分含量可能升高，塔底产品中轻组分含量升高。调整措施：降低塔顶冷凝器的冷却介质流量（减少冷凝量，降低压力）；或适当减少进料量，降低塔内气液负荷；若因仪表故障导致压力异常，需检查压力传感器和调节阀。3.答案：应急处理步骤：①立即切断加热源（如关闭蒸汽阀、停止电加热）；②开启紧急冷却系统（如通入冷却水、冷冻盐水）；③监测温度和压力变化，若温度持续上升且超过联锁值，触发紧急泄压（通过安全阀或爆破片）；④若冷却系统失效，启动反应釜的备用泄料管线，将物料转移至安全事故罐；⑤记录异常数据，通知班长和调度，排查超温原因（如传热介质中断、搅拌故障、物料配比错误）。4.答案：选择原则：①腐蚀性介质走管程（便于更换管束）；②高温、高压介质走管程（减少壳体承压）；③易结垢介质走管程（便于清洗）；④流量小或粘度大的介质走壳程（壳程湍流程度高，传热系数大）；⑤有毒有害介质走管程（减少泄漏风险）。五、应用题1.物料衡算题（1）原料气中H₂:N₂体积比=74%:24%≈3.08:1，化学计量比为3:1，接近但略高于理论值（允许工业误差）。（2）原料气中N₂体积=1000×24%=240m³（标准状态），转化率