山东省2026年春季高考技能测试化工与环境类专业模拟试题及答案

山东省2026年春季高考技能测试化工与环境类专业模拟试题及答案考试总分：230分考试时长：90分钟说明：本试题分为两部分，第一部分为化学实验技术3D虚拟仿真操作（40分钟，100分），第二部分为化工工艺仿真操作（50分钟，130分）；所有操作均为闭卷仿真操作，不提供任何操作规程提示，严格按照考试指定软件及设备要求完成。第一部分化学实验技术3D虚拟仿真操作（40分钟，100分）考生需在化学实验技术3D虚拟仿真软件（北京欧倍尔软件技术开发有限公司）中，依次完成以下两项操作，操作规范性、数据准确性及操作效率计入总分。操作1：高锰酸钾标准溶液的配制和标定（50分）要求：配制浓度约为0.02mol/L的高锰酸钾标准溶液500mL，并用草酸钠基准物质进行标定，记录相关数据并计算最终浓度。相关条件：提供高锰酸钾固体、草酸钠基准物质、蒸馏水、烧杯、容量瓶、移液管、锥形瓶、酒精灯、酸式滴定管等虚拟仪器；草酸钠基准物质需在105℃烘干至恒重后使用。操作2：混合碱的分析（50分）要求：采用双指示剂法，用上述标定好的高锰酸钾标准溶液（或指定标准溶液）滴定混合碱试样（含NaOH和Na₂CO₃），分别测定混合碱中NaOH和Na₂CO₃的含量（以质量分数表示）。相关条件：提供混合碱试样、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、滴定管、锥形瓶、移液管等虚拟仪器；滴定过程中需准确判断两个滴定终点，记录滴定体积并完成计算。第二部分化工工艺仿真操作（50分钟，130分）考生需在化工单元实习仿真软件CSTS（北京东方仿真软件技术有限公司，通用DCS2005版界面）中，完成以下操作，操作规范性、流程完整性、故障处理准确性及操作效率计入总分；其中精馏单元冷态开车中所有旁路阀和备用泵均已锁死，无法开启。操作1：精馏单元冷态开车（40分）要求：按照精馏单元工艺要求，完成冷态开车全流程操作，包括原料准备、设备检查、阀门调节、泵启动、加热系统开启等步骤，确保开车过程平稳，无违规操作，最终达到开车合格标准。操作2：精馏单元稳态生产（25分，限时15分钟）要求：在精馏单元达到开车合格状态后，维持稳态生产；期间教师站将随机下发扰动（如进料流量波动、塔顶温度波动等），考生需自主判断扰动类型，及时调整相关操作参数，维持系统稳态，确保产品质量达标。操作3：故障处理一：精馏单元回流量调节阀FV104阀卡（35分）要求：在精馏单元稳态生产过程中，系统提示“回流量调节阀FV104阀卡”故障，考生需快速识别故障现象，分析故障原因，按照工艺要求采取正确的处理措施，确保系统尽快恢复正常，减少生产波动。操作4：故障处理二：CO₂压缩机单元辅助油泵自启动试验（30分）要求：按照CO₂压缩机单元工艺要求，完成辅助油泵自启动试验操作，模拟油泵故障场景，检查辅助油泵自启动功能是否正常，操作过程需规范，步骤完整，记录相关试验结果。参考答案及评分标准第一部分化学实验技术3D虚拟仿真操作（100分）操作1：高锰酸钾标准溶液的配制和标定（50分）配制步骤（20分）：

计算：根据浓度和体积计算所需高锰酸钾固体质量（5分，计算正确得5分，错误不得分）；称量：用电子天平准确称量高锰酸钾固体，放入烧杯中（4分，称量规范、无洒落得4分，操作违规扣2-4分）；溶解：加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌至完全溶解（3分，溶解操作规范得3分，搅拌不当扣1-2分）；定容：将溶解后的溶液转移至500mL容量瓶中，洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，洗液全部转入容量瓶，加水至刻度线下方1-2cm，用胶头滴管定容，摇匀（8分，转移、洗涤、定容操作规范得8分，每违规一步扣2-3分）。标定步骤（25分）：

基准物质处理：准确称量烘干后的草酸钠基准物质，放入锥形瓶中，加入蒸馏水溶解（5分，称量准确、溶解规范得5分）；滴定准备：将配制好的高锰酸钾溶液装入酸式滴定管，排气泡、调零（5分，操作规范得5分，滴定管使用错误扣3-5分）；滴定操作：向锥形瓶中加入适量硫酸酸化，加热至70-80℃，用高锰酸钾溶液滴定至溶液呈浅粉红色，30秒内不褪色为终点，记录滴定体积（10分，滴定速度、终点判断准确得10分，终点判断错误扣5-8分，加热温度不当扣3分）；平行实验：重复滴定2-3次，计算平均浓度（5分，平行实验次数足够、计算正确得5分，计算错误扣3-5分）。操作效率（5分）：在规定时间内完成所有操作，无拖延得5分，超时1-5分钟扣3分，超时5分钟以上不得分。操作2：混合碱的分析（50分）试样准备（10分）：准确移取一定体积的混合碱试样至锥形瓶中，加入适量蒸馏水稀释，摇匀（操作规范、移液准确得10分，移液错误扣5-10分）；第一滴定终点（15分）：向锥形瓶中加入2-3滴酚酞指示剂，用标准溶液滴定至溶液由红色变为无色，记录滴定体积V₁（终点判断准确、操作规范得15分，终点判断错误扣8-12分）；第二滴定终点（15分）：向上述锥形瓶中加入2-3滴甲基橙指示剂，继续用标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，记录滴定体积V₂（终点判断准确、操作规范得15分，终点判断错误扣8-12分）；计算（7分）：根据V₁和V₂计算NaOH和Na₂CO₃的质量分数，计算公式正确、计算结果准确得7分，公式错误扣4分，计算错误扣2-5分；操作效率（3分）：在规定时间内完成所有操作，无拖延得3分，超时扣1-3分。第二部分化工工艺仿真操作（130分）操作1：精馏单元冷态开车（40分）开车前检查（8分）：检查精馏塔、再沸器、冷凝器、泵等设备状态，确认阀门位置正确（旁路阀、备用泵锁死，无需检查），仪表显示正常（每漏查一项扣2分）；原料准备（6分）：确认原料罐液位、组分合格，启动原料泵，调节进料阀门，确保进料稳定（操作规范得6分，进料波动扣3-6分）；设备充液（8分）：向精馏塔、再沸器充液至规定液位，充液速度适中，无溢液、抽空现象（操作规范得8分，液位异常扣4-8分）；加热与冷凝系统开启（8分）：先开启冷凝器冷却水，再启动再沸器加热系统，缓慢调节加热功率，避免设备超温、超压（操作顺序正确、调节合理得8分，顺序错误扣5分，参数调节不当扣3-6分）；回流与采出调节（6分）：当塔顶有冷凝液流出后，开启回流泵，调节回流量至规定值，待塔内温度、压力稳定后，调节采出阀门，建立稳定回流-采出体系（操作规范得6分，调节不当扣3-6分）；开车合格标准（4分）：塔顶、塔底温度、压力、组分均达到规定指标，系统无异常报警，开车成功得4分，未达到指标扣2-4分。操作2：精馏单元稳态生产（25分，限时15分钟）稳态维持（10分）：生产过程中，实时监控塔顶、塔底温度、压力、进料流量、回流量等参数，保持参数稳定（参数波动在允许范围内得10分，每出现一次异常波动扣3分）；扰动处理（12分）：收到教师站下发的扰动后，1分钟内识别扰动类型，及时调节相关参数（如进料波动调节进料阀，温度波动调节加热功率或回流量），快速恢复系统稳态（识别准确、处理及时、调节合理得12分，识别错误扣6分，处理不及时扣4-8分）；限时要求（3分）：在15分钟内完成稳态维持及扰动处理，无超时得3分，超时扣1-3分。操作3：故障处理一：精馏单元回流量调节阀FV104阀卡（35分）故障识别（8分）：快速观察DCS界面，通过回流量、塔顶温度、塔内压力等参数变化，确认FV104阀卡故障（识别准确、及时得8分，识别错误或延迟扣4-8分）；故障分析（7分）：明确阀卡会导致回流量无法调节，进而影响塔顶组分和塔内平衡，分析逻辑正确得7分，分析错误扣4-7分；处理措施（15分）：立即关闭FV104前后截止阀，启用手动调节装置（或根据工艺要求采取旁路应急措施，因旁路阀锁死，重点操作手动调节），调节回流量至合理范围，同时调整加热功率、进料量等参数，维持系统稳定（操作步骤正确、措施合理得15分，每错一步扣3-5分）；故障恢复（5分）：确认故障处理后，系统参数恢复正常，无异常报警，得5分，未恢复正常扣2-5分。操作4：故障处理二：CO₂压缩机单元辅助油泵自启动试验（30分）试验准备（8分）：检查CO₂压缩机单元油系统压力、油温、油泵状态，确认辅助油泵处于备用状态，仪表显示正常（操作规范、检查全面得8分，漏查一项扣2分）；试验操作（12分）：模拟主油泵故障（如关闭主油泵电源或调节压力至触发值），观察辅助油泵是否自动启动，记录启动时间、启动后油系统压力变化（操作步骤正确、记录完整得12分，操作错误扣5-10分，记录不完整扣3-5分）；试验判断（6分）：根据试验结果，判断辅助油泵自启动功能是否正常，判断准确得6分，判断错误扣3-6分；试验后恢复（4分）：试验完成后，恢复主油泵正常运行，辅助油泵回归备用状态，系统参数恢复正常得4分，恢复不当扣2-4分。补充说明1.所有仿真操作均以软件记录的操作步骤