化工总控工(高级)职业技能考试题库及答案

化工总控工(高级)职业技能考试题库及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.以下不属于化工单元操作的是（）。A.精馏B.中和反应C.干燥D.过滤答案：B（中和反应属于化学反应过程，非单元操作）2.某反应的速率方程为r=k[A]²[B]，则该反应的总级数为（）。A.1B.2C.3D.4答案：C（级数为各反应物指数之和，2+1=3）3.工业合成氨反应（N₂+3H₂⇌2NH₃）的催化剂通常为（）。A.铁基催化剂B.铂铑合金C.分子筛D.二氧化钛答案：A（工业合成氨常用铁基催化剂，添加K₂O、Al₂O₃等助催化剂）4.精馏塔操作中，若进料状态由饱和液体改为冷液体，其他条件不变，则塔顶产品纯度会（）。A.升高B.降低C.不变D.先降后升答案：A（冷液体进料会增加提馏段回流，提高分离效率）5.离心泵启动前需灌泵，主要目的是（）。A.防止气缚B.防止汽蚀C.提高扬程D.降低能耗答案：A（灌泵排除泵内气体，避免因气体密度小无法形成足够真空导致的气缚现象）6.以下哪种仪表用于测量流体的质量流量？（）A.孔板流量计B.涡街流量计C.科里奥利流量计D.转子流量计答案：C（科里奥利流量计通过测量振动管的相位差直接测量质量流量）7.催化裂化装置中，再生器的主要作用是（）。A.加热原料油B.恢复催化剂活性C.分离油气D.储存催化剂答案：B（催化剂因积碳失活后，在再生器中通过烧焦恢复活性）8.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从300K升至310K时，反应速率常数约增大（）（已知ln(k₂/k₁)=Eₐ/R(1/T₁1/T₂)，R=8.314J/(mol·K)）。A.50%B.80%C.100%D.150%答案：B（计算得ln(k₂/k₁)=80000/8.314×(1/3001/310)≈0.98，k₂/k₁≈2.66，增大166%，最接近选项为B）9.压力容器的设计压力是指（）。A.正常操作时的最高压力B.安全阀的开启压力C.容器顶部的最大压力D.设计温度下的压力答案：D（设计压力是容器在设计温度下能承受的最大压力，需高于操作压力）10.工业上制备硫酸的“两转两吸”工艺中，第二次转化的目的是（）。A.提高SO₂转化率B.降低能耗C.减少催化剂用量D.简化流程答案：A（通过两次转化和吸收，SO₂总转化率可达99.5%以上）11.以下哪种情况会导致列管式换热器传热效率下降？（）A.壳程流体流速增加B.管程结垢C.增大冷热流体温差D.增加折流板数量答案：B（结垢会增加热阻，降低传热系数）12.可燃气体的爆炸极限是指（）。A.爆炸下限与上限的差值B.能发生爆炸的最低浓度C.能发生爆炸的浓度范围D.爆炸时的最高温度答案：C（爆炸极限是可燃气体在空气中能爆炸的最低（下限）和最高（上限）浓度范围）13.DCS系统中，AI信号指（）。A.模拟量输入B.模拟量输出C.开关量输入D.开关量输出答案：A（AI为AnalogInput，模拟量输入信号）14.以下属于放热反应的是（）。A.碳酸钙分解B.水煤气反应（C+H₂O→CO+H₂）C.合成氨D.电解水答案：C（合成氨反应为放热反应，ΔH=92.4kJ/mol）15.精馏塔操作中，若回流比突然增大，会导致（）。A.塔顶温度升高B.塔底温度降低C.塔压下降D.产品产量增加答案：B（回流比增大，塔顶冷凝量增加，塔底再沸器负荷增大，但塔底温度可能因重组分减少而降低）16.离心泵的扬程是指（）。A.泵能提升液体的高度B.泵对单位重量液体提供的能量C.泵的最大输液高度D.泵的出口压力答案：B（扬程单位为m液柱，本质是单位重量流体获得的机械能）17.工业上常用的脱硫方法中，属于化学吸收的是（）。A.活性炭吸附B.低温甲醇洗C.胺液吸收D.膜分离答案：C（胺液（如MEA）与H₂S发生酸碱反应，属于化学吸收）18.以下哪种设备属于反应设备？（）A.板式塔B.固定床反应器C.螺旋输送机D.列管式换热器答案：B（固定床反应器用于气固相催化反应，属反应设备）19.当仪表风中断时，气动薄膜调节阀的动作方式由（）决定。A.工艺要求B.阀门定位器C.执行机构类型D.安全栅答案：A（根据工艺安全要求，调节阀设计为风开式（断风关）或风关式（断风开））20.以下不属于催化剂基本特性的是（）。A.改变反应路径B.提高平衡转化率C.降低活化能D.选择性答案：B（催化剂不改变平衡转化率，仅加快达到平衡的速率）二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，少选得1分，错选不得分）1.影响化学反应速率的主要因素有（）。A.反应物浓度B.温度C.催化剂D.压力（对气相反应）答案：ABCD（浓度、温度、催化剂、压力（气相）均影响反应速率）2.精馏塔操作中，常见的异常现象包括（）。A.液泛B.漏液C.雾沫夹带D.返混答案：ABC（返混是反应器中的现象，精馏塔异常包括液泛、漏液、雾沫夹带）3.工业过程中，防止静电危害的措施有（）。A.设备接地B.增加环境湿度C.使用抗静电材料D.安装静电中和器答案：ABCD（接地、增湿、抗静电材料、中和器均为防静电措施）4.以下属于DCS系统组成部分的是（）。A.操作站B.控制站C.现场仪表D.通信网络答案：ABD（DCS由操作站、控制站、通信网络组成，现场仪表是外部设备）5.换热器的热损失主要与（）有关。A.环境温度B.换热器表面积C.保温层厚度D.流体流速答案：ABC（热损失与表面积、保温层、环境温度有关，流体流速影响传热效率但非热损失主因）6.以下属于压力容器安全附件的是（）。A.安全阀B.爆破片C.温度计D.液位计答案：AB（安全阀、爆破片是安全泄放装置，温度计、液位计属监测仪表）7.催化反应中，催化剂失活的主要原因有（）。A.中毒B.烧结C.积碳D.挥发答案：ABC（催化剂失活主要因中毒（毒物覆盖活性位）、烧结（高温导致晶粒长大）、积碳（碳沉积覆盖活性位））8.离心泵性能曲线包括（）。A.流量扬程曲线（QH）B.流量功率曲线（QN）C.流量效率曲线（Qη）D.流量气蚀余量曲线（QNPSHr）答案：ABCD（离心泵性能曲线包含QH、QN、Qη、QNPSHr）9.工业气体干燥常用的吸附剂有（）。A.硅胶B.活性氧化铝C.分子筛D.活性炭答案：ABC（活性炭主要用于吸附有机物，干燥常用硅胶、活性氧化铝、分子筛）10.以下属于化工生产“三废”的是（）。A.废气B.废水C.废渣D.废热答案：ABC（“三废”指废气、废水、废渣，废热属可利用能源）三、填空题（共10题，每空1分，共10分）1.化工生产中，“三烯”通常指乙烯、丙烯和______。答案：丁二烯2.反应速率常数k的单位取决于反应级数，对于二级反应，k的单位是______。答案：L/(mol·s)（或m³/(mol·s)）3.精馏操作中，全回流时理论板数最______（填“多”或“少”）。答案：少4.工业上常用的换热方式有间壁式、混合式和______。答案：蓄热式5.可燃液体的闪点越______（填“高”或“低”），其火灾危险性越大。答案：低6.离心泵的实际安装高度需______（填“大于”或“小于”）允许吸上真空高度。答案：小于7.催化剂的活性通常用单位时间内单位质量催化剂上转化的反应物量表示，称为______。答案：比活性8.化工工艺流程图中，设备用______线绘制（填“粗”或“细”）。答案：粗9.压力容器按设计压力分类，中压容器的范围是______MPa（填数值范围）。答案：1.6≤P＜1010.工业合成甲醇的主反应方程式为______。答案：CO+2H₂⇌CH₃OH（催化剂：CuZnAl系）四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述精馏塔塔顶产品纯度下降的可能原因及处理措施。答案：可能原因：①回流比过小（回流量不足）；②进料组成变化（轻组分减少）；③再沸器加热量不足（塔底温度低，重组分上移）；④塔板堵塞（分离效率下降）；⑤塔顶冷凝器冷却效果差（气相未完全冷凝）。处理措施：①增大回流量；②调整进料组成或流量；③提高再沸器蒸汽量；④停车清洗塔板；⑤检查冷凝器冷却水流量或换热面。2.催化剂为什么能加快反应速率？工业上对催化剂的基本要求有哪些？答案：催化剂通过降低反应的活化能，改变反应路径，使更多分子达到活化状态，从而加快反应速率。工业要求：①高活性（提高反应速率）；②高选择性（减少副反应）；③良好的稳定性（抗中毒、抗烧结、长寿命）；④机械强度高（耐磨损）；⑤成本低（易制备、再生）。3.简述离心泵汽蚀的现象、危害及预防措施。答案：现象：泵内产生噪声和振动，流量、扬程、效率显著下降。危害：叶轮表面出现点蚀甚至穿孔，缩短泵寿命；影响系统稳定运行。预防措施：①降低泵的安装高度（使实际吸上高度＜允许吸上高度）；②增大吸入管直径（减少流动阻力）；③避免液体温度过高（降低饱和蒸气压）；④选用抗汽蚀材料（如不锈钢叶轮）。4.简述DCS系统（分布式控制系统）的特点及核心功能。答案：特点：①分散控制（控制功能分散到各控制站）；②集中管理（操作、监控集中在操作站）；③冗余设计（提高可靠性）；④开放性（支持多种通信协议）。核心功能：①数据采集与监控（实时显示工艺参数）；②过程控制（PID调节、顺序控制）；③报警与联锁（异常时触发保护）；④数据存储与报表（记录历史数据）。5.简述化工生产中预防火灾爆炸的基本措施。答案：①控制可燃物：密闭设备、减少泄漏；及时清理易燃物；②控制助燃物：隔绝空气（如充氮气保护）；③控制点火源：防爆电器、消除静电、禁止明火；④设置安全装置：安全阀、爆破片、阻火器；⑤加强监测：安装可燃气体检测仪、温度/压力监控；⑥完善应急预案：定期演练，配备消防器材。五、应用与计算题（共3题，共20分）1.（6分）某连续釜式反应器（CSTR）中进行一级不可逆反应A→P，进料流量为0.5m³/h，进料浓度c₀=2mol/L，反应速率常数k=0.2h⁻¹，要求转化率x=80%，求反应器的有效体积V（CSTR体积公式：V=Q×c₀×x/[k×c₀×(1x)]）。答案：由公式V=Q×x/[k×(1x)]（c₀约去），Q=0.5m³/h=500L/h，x=0.8，k=0.2h⁻¹，代入得V=500×0.8/[0.2×(10.8)]=500×0.8/(0.04)=10000L=10m³。2.（7分）某精馏塔分离苯甲苯混合物，进料为饱和液体，组成为x_F=0.5（苯摩尔分数），塔顶产品x_D=0.95，塔底产品x_W=0.05，操作回流比R=2，求：（1）塔顶采出率D/F（D为塔顶流量，F为进料流量）；（2）提馏段操作线方程（假设恒摩尔流）。答案：（1）物料衡算：F×x_F=D×x_D+W×x_W，且F=D+W，联立得D/F=(x_Fx_W)/(x_Dx_W)=(0.50.05)/(0.950.05)=0.45/0.9=0.5。（2）提馏段操作线方程：y=(L’/V’)x(W/V’)x_W，饱和液体进料时，L’=L+F=R×D+F=2×0.5F+F=2F，V’=V=R×D=2×0.5F=F，W=FD=0.5F，代入得y=(2F/F)x(0.5F/F)×0.05=2x0.025。3.（7分）某换热器用120℃的饱和蒸汽加热原油，原油入口温度20℃，出口温度80℃，蒸汽冷凝为120℃的饱和水。已知换热器传热面积A=50m²，总传热系数K=300W/(m²·℃)，求蒸汽的消耗量（蒸汽汽化潜热r=2200kJ