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2012年注册化工工程师专业案例考试真题及答案上午卷.doc

发布时间：2022-10-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.19M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    2012 年注册化工工程师专业案例考试真题及答案上午卷 1. 由乙炔和氯化氢在催化剂存在下合成氯乙烯，反应进行时，氯化氢过量 10mol%，反应式 为 C2H2+HCl CH2CHCl，若反应器出口气体中氯乙烯含量为 90mol%，问乙炔转化率（%）是 下列哪个数值？ A 解：设乙炔转化率为 X 起始为 1mol 终态 1-X 94.74 98.50 99.47 B C D 95.40 初态 1 1×（1+0.1） 1×（1+0.1）-X 0 C2H2 HCl CH2CHCl 有 X/(1-X+1.1-X+X)=0.9 得 X=99.47% X 2．用下列两种酸：（1）8%（wt%，下同）H2SO4、87%HNO3、5%H2O，（2）98% H2SO4、2%H2O，与 2000kg 组成为 26%HNO3、56% H2SO4、18%H2O 的混酸调配成组成为 30%HNO3、58% H2SO4、12%H2O 的混酸，问调配后的混酸总量（kg）是下列哪个数值？ A.3369.23 B.1369.23 C.2564.10 D.2805.13 解：设酸 1 为 Xkg,酸 2 为 Ykg 则有 0.8X+0.98Y+2000×0.56=（X+Y+2000）×0.58 0.87X+2000×0.26=（X+Y+2000）×0.3 联立解得 X,Y 后得 X+Y+2000=3369.23 3．在甲醇催化氧化制甲醛的反应中，反应物和生成物均为气态，使用过量 40%的空气，甲 醇转化率 70%，若甲醇进料为 100mol，问反应后气体混合物各组分含量（mol）是下列哪组 数值？ 提示：反应式为 CH3OH+ O2↔HCHO+H2O A B C D CH3OH：30 CH3OH：30 CH3OH：30 CH3OH：30 HCHO：35 HCHO：70 HCHO：70 HCHO：35 H2O：70 H2O：70 H2O：35 H2O：35 O2：35 O2：35 O2：35 O2：35 N2：263 N2：263 N2：263 N2：263 解：由 CH3OH + O2 ↔ HCHO + H2O 1 100×0.7 35 1 70 1 70 则反应后 n CH3OH=100(1-0.7)=30mol n H20=n HCHO=70mol 仅 B 符合，其他不再作计算。 4．生产 500Nm3 煤气，需用煤、蒸汽和空气量（kg）为下列哪组数值？ 已知：①煤中碳含量为 70wt% 1
    ②煤气组成（以 mol%计）CO：40 ③空气组成（以 mol%计）N2：79 ④反应式：C + H2O = CO + H2 N2：42 H2：18 O2：21 空气分子量：29 2C + O2 = 2CO A 煤 154.27 B 煤 107.99 C 煤 78.11 D 煤 107.99 蒸汽 72.32 蒸汽 72.32 蒸汽 72.32 蒸汽 72.32 空气 344.11 空气 344.11 空气 265.85 空气 265.85 解：设使用煤 Xkg，蒸汽 Ymol，空气 Zmol 500×0.42/22.4=0.79Z 得 Z=11.867mol 则有 11.867×29=344.1kg 500×0.18/22.4=Y 得 Y=4.02mol 则有 4.02×18=72.32kg 500×0.4/22.4=0.7X/12 得 X=153kg 5．油品 A 与油品 B 混合后得油品 C 的单元操作过程如图所示，已知油品 A 含 65%的 C6，35% 的 C8，油品 B 含 50%的 C6，50%的 C8，混合油品 C 中的 C8 和 C6 的组成分别为 53%和 47%，问 油品 A 和油品 B 的混合比例是下列哪项数值？ 0.35：0.5 C 1：4 D 4：1 B A 0.65：0.5 解：由平衡知 0.65A+0.5B=(A+B)0.53 得 A/B=0.03/0.12=1：4 6. 换热器将平均比热容为 3.56 kJ/（kg·℃）的某种溶液自 25℃加热到 80℃，溶液流量 为 1.0kg/s。加热介质为 120℃的饱和水蒸汽（焓值为 2708.9kJ/kg），其消耗量为 0.095kg/s， 蒸汽冷凝成同温度的饱和水（焓值为 503.6kJ/kg）。问换热器的热损失率（%）为下列哪个 数值？ 6.54 C B A 解：由热量衡算知 W 汽 r=mCp△t+QL D 2
    QL=0.095×（2708.9-503.6）-1×3.56×（80-25）=13.7035 QL/ W 汽 r=13.7035/209.5035=6.54% 7. 某气体进入气体冷却塔与冷却水直接接触冷却，气体在冷却塔中的放热量为 4500000kJ/h（不包括水蒸汽的冷凝放热）。 已知：进冷却塔气体中含水汽量 1543kg/h，出冷却塔气体中含水汽量 297kg/h，冷却水比热 容 4.186kJ/（kg·℃），冷却水升温 15℃，水蒸气冷凝潜热为 2570kJ/kg。不考虑气体在冷 却过程中的损失和塔的吸（散）热损失。问冷却水的用量（t/h）是下列哪个数值？ A 解：由热量衡算知 M 水 Cp△t=(1543-297)×2570+4500000 得 M 水=123t/h 113 72 D 123 B 21 C 8. 将 10000kg/h 的 6%（wt%，下同）乙醇溶液送入精馏塔，从塔顶输出 95%乙醇溶液，从塔 底输出含 0.1%乙醇的废水。问塔底产品流率（kg/h）是下列哪个数值？ A 937.8 解：F=D+W B 10720 C 8372 D 1072 FXf=DXD+WXW 得 W=F(XD-Xf)/ (XD-XW)=10000×（0.95-0.06）/(0.95-0.001) =9378.3kg/h 无答案选项 9. 根据第 8 题图示，将 10000kg/h 温度为 368K 的乙醇溶液送入精馏塔，从塔顶输出 343K 的乙醇溶液，从塔底排出温度 373K、8400kJ/h 的乙醇废水。塔顶冷凝器从塔内物料取出的 热量为 4.91×106kJ/h，全塔热损失为 3.5×105kJ/h（原题为 3.5×106kJ/h）。已知塔顶乙醇 溶液的平均比热容为 2.1kJ/（kg·K），进料乙醇溶液和塔底乙醇溶液的比热容基本与水相 同，可取为 4.5kJ/（kg·K），问塔底再沸器热负荷（kJ/h）是下列哪个数值？（提示：基 3
    3.3×106 2.9×106 准温度设为 273K） A B 解：由热量衡算知 10000×4.5×（368-273）+Q=(10000-8000)×2.1×（343-273）+4.91×106+8400×4.5× （373-273）+3.5×105 得 Q=5×106 5.0×106 7.3×106 D C 10. 一个 2.5 升钢瓶里装着 16g 氢气，钢瓶最高允许使用压力为 5MPa（A），问钢瓶气体允 许最高温度（℃）是下列哪个数值？ A -82.6 解：PV=nRT -271.3 -254.1 -85.2 C D B 5×106×2.5×10-3=16/2×8.314T 得 T=187.9K=-85℃ 11. 露天消防水池每天在 40℃暴晒下蒸发 0.036m3 消防水（密度为 1000kg/m3），问此过程的 熵变（kJ/K）是下列哪个数值？ 提示：水在 40℃、常压下蒸发潜热为 43.28kJ/mol，饱和蒸汽压 7.37KPa。 A C 解：蒸发水为 0.036×1000/18=2kmol 245.7 276.4 4.98 2014 D B 取基准温度为 0°C 则有 △S=3.6×4.184×40-2000×（7.37/101.3）×43.28 =-272.64KJ/K 12. 年产 20×104m3 的啤酒厂利用麦汁煮沸锅的二次蒸汽把水加热至 96℃，再用 96℃热水把 72℃、110m3 过滤麦汁加热至 90℃，110m3 过滤麦汁煮沸后得 100m3 热麦汁，由热麦汁酿制成 啤酒的总损失为 10%，过滤麦汁的比热容为 4.1kJ/（kg·℃），密度为 1040kg/m3，问该厂利 用二次蒸汽一年可以节约的燃煤（t）是下列哪个数值？ 提示：燃煤的热值按 29260kJ/kg 计 A 解：110m3 过滤麦汁加热量为 64100 855 577 641 D B C Q1=mCp△T =110×1040×4.1×（90-72）=8442720KJ Q1/[100×（1-10%）]=Q2/20×104 Q2=1.87616×1010KJ=29260×10-3M M=641t 13. 某厂利用压缩空气从硫酸贮槽向硫酸高位槽压送 98%浓硫酸，高位槽液面距贮槽液面位 差 20 米，高位槽与大气相同，每次压送 3m3，要求在 20 分钟内压送完毕，浓硫酸密度为 1820kg/m3，采用内径为 40mm 的碳钢管输送，管道总长 50 米，摩擦系数λ按 0.02 计，有两 个 90°弯头和一个半开的截至阀，90°弯头和一个半开的截止阀阻力系数分别按 0.5 和 9 计。问压缩空气的压力（MPa）至少是下列哪个数值？ A 0.397 解：Q=3/(20/60)=9m3/h u=Q/0.785d2=2m/s 0.373 0.434 0.488 D B C 4
    P/ρ=gZ+(λl/d+∑ζ+1)u1 2/2 =9.81×20+（0.02×5/0.04+2×0.5+9+1）×22/2 P=0.488×106Pa 14. 用离心泵从常压硫酸贮槽向密闭硫酸高位槽输送浓硫酸，已知高位槽液面距泵的进口位 差 28 米，贮槽液面高出泵进口 3 米，高位槽液面压力为 50kPa，泵的进出口管路均为 Φ89×4.5mm 碳钢管，管路总长 50 米，所有局部阻力当量长度为 20 米浓硫酸在管内的摩擦 系数为 0.025，已知离心泵流量为 20m3/h，浓硫酸密度按 1820kg/m3，离心泵的效率η按 70% 计，问需要离心泵的扬程（m）和轴功率（kW）是下列哪组数值？ A C 解：H=Z+ P/ρg +λ[(l+le)/d]u2/2g 29.2 及 4.1 28.8 及 3.5 32.2 及 4.5 32.2 及 4.1 D B u=Q/0.785d2=1.1m/s H=(28-3)+50×103/(1820×9.81)+0.025×[(50+20)/0.08]×1.12/(2×9.81) =29.1m N=QHρg/η=20×29.1×1820×9.81/(3600×0.7)=4123w=4.1KW 15. 某石化厂用Φ325×12.5mm 的钢管将原油由码头输送到 6000 米外的厂内罐区，管路的 允许压降为 0.2MPa，问该管路的最大运输量（t/h）是下列哪个数值？（原油密度为 850kg/ m3，λ=0.03） A 265 225 190 45 D B C 解：△P/ρ=∑hf=λ(l/d)u2/2 0.2×106/850=0.03×[6000/(0.325-2×0.0125)]×u2/2 u=0.886m/s Q=0.785d2uρ=225m3/h×850kg/m3=191.5t/h 16. 某厂由水面恒定的高位敞口水槽向 300 米外的敞口设备供水，水槽液面至出水口的垂直 高度为 6.5 米，供水管内径为 100 毫米，若管路的总阻力按 61.5kJ/kg 考虑 ，问管路中水 的流量（m3/h）是下列哪个数值？ A 解：列方程 gZ=u2/2+∑hf 128 43 64 60 D B C 9.81×6.5= u2/2+61.5 得 u=2.13m/s Q=0.785d2u=0.785×0.12×2.13×3600=60m3/h 17. 用泵将水从敞口贮槽送至冷却塔，贮槽水面至塔顶水出口处高差为 10m，冷却塔内压力 为 3×104Pa（G），输水管内径为 100mm，管路总长为 100m（包括所有局部阻力的当量长度）， 输水量为 70m3/h，已知λ=0.024，泵的效率为 70%，问泵的轴功率（kW）是下列哪个数值？ A 解：u=Q/0.785d2=70/(0.785×0.12×3600)=2.48m/s 2.75 4.63 5.78 5.61 C D B H=Z+ P/ρg +λ(l/d)u2/2g =10+3×104/(1000×9.81)+0.024×(100/0.1)×2.482/(2×9.81) =0.58m N=QHρg/η=70×20.58×1000×9.81/(3600×0.7)=5.61KW 5
    18. 由敞口高位槽向精馏塔进料，高位槽液位距槽底部恒定保持 2 米不变，且距精馏塔进料 口高度为 H 米，物料输送管为Φ108×4mm 不锈钢管，管长 H+5 米，管路上所有管件的阻力 降为 5.32Nm/kg。精馏塔的操作压力为 2.94×104Pa，精馏塔的进料量必须控制在 50m3/h， 物料的密度为 1200kg/m3。问高位槽底部到精馏塔进料口最小高度（m）是下列哪个数值？(注 λ=0.027) A 解：Hg= P/ρ +(λl/d+ζ)u2/2+∑hf 3.57 1.02 1.57 1.12 D B C 得 H=3.57m 则 H-2=1.57m 19. 有一气体压缩机级间冷却器，总传热面积为 54.8m3，将某种气体从 120℃冷却到 40℃。 使用的冷却水入口温度为 32℃，温升 10℃，与气体作逆流流动，换热器的总传热系数约为 250W/（m2·℃），冷却水的平均比热容 4.187kJ/（kg·℃），平均温差的修正系数为 0.76， 问冷却水的用量（kg）是下列哪个数值？ A 解：由气 120-----40 水 42-------32 27727 31798 35547 7596 D B C 78 8 △tm=(78-8)/ln(78/8)=30.74 △tm’=0.76△tm=23.36 Q=KA△tm’=mCp△t m= KA△tm’/Cp△t =3.6×250×54.8×23.36/[4.187×(42-32)]=27563kg 35 20. 某一气体冷却器采用逆流换热。将空气从 50℃冷却到 35℃，气体的比热容 Cp=1 kJ/ （kg·℃），流量 5040kg/h，换热器的面积为 28m2，传热系数为 60W/（m2·℃），冷却水进 口温度为 25℃，问水的出口温度（℃）是下列哪个数值？（提示：按算术平均温差计算传 热推动力） A 解：设水出口温度为 t，则有 △tm=(50+35)/2-(t+25)/2=(60-t)/2 Q=KA△tm=mCp△t 60×3.6×28×(60-t)/2=5040×1×(50-35) t=35°C 18 29 37 D B C 21. 一空气冷却器，空气在管外横向流过，管外侧的对流传热系数为 90W/（m2·℃），冷却 水在管内流过，管内侧的对流传热系数为 4000W/（m2·℃），冷却管为Φ32×2.5mm 的钢管， 其导热系数 50W/（m2·℃），问总传热系数 K[W/（m2·℃）]是下列哪个数值？ A 0.03 解：1/K0=d0/αidi+Rsid0/di+bdo/λdm+Rso+1/αo 49.20 87.25 28.72 C D B K0=87.25 22. 某厂一平壁定态加热炉的炉壁由耐火砖、保温砖和建筑砖三种均匀材料组成，相邻材料 之间密切接触，各层材料的热阻依次为 R1=0.2m2·K/W，R2=0.8m2·K/W，R3=0.3m2·K/W。已 测得耐火砖与保温砖接触面上的温度 t2=804℃，保温砖与建筑砖接触面上的温度 t1=260℃， 6
    问炉壁导热的总温差（K）是下列哪个数值？ A 解：q=△T/ ∑R=(t2-t1)/R 2357 884 544 B C D 442 △T=(804-260)×(0.2+0.8+2.3)/0.8=884 23. 有一逆流管壳式换热器，用循环水冷却工艺废水送出界区。循环水的进口温度为 32℃， 出口温度控制在 42℃，工艺废水流量为 8000kg/h，温度 120℃，要求冷却到 60℃，换热器 的传热系数 K=1000W/（m2 ·℃），工艺废水的平均比热容为 4.187kJ/（kg·℃），问这台换 热器的换热面积（m2）是下列哪个数值？ A C D 解：△tm=[(120-42)-(60-32)]/ln[(120-42)/(60-32)]=48.8 18.6 16.8 11.4 8.2 B Q=KA△tm=mCp△t A=8000×4.187×(120-60)/(1000×48.8×3.6)=11.4 24. 有一单管程单壳程的列管式换热器，热油走壳程，工艺水走管程，冷热逆流流动，冬季 工艺水的进口温度 15℃，出口温度 75℃，可将热油从 130℃冷却到 70℃。夏季工艺水进口 温度升至 30℃，热油流量和进口温度不变，为保证热油出口温度也不变，工艺水的流量增 加 1 倍，问工艺水出口温度（℃）是下列哪个数值？ A 解：Q=m 油 Cp 油△T= m 水 1Cp 水 1△t1= m 水 2Cp 水 2△t2 68 70 60 C B 65 D ∴△t2/△t1= m 水 1/ m 水 2 (t-30)/(75-15)=1/2 得 t=60℃ 25. 某啤酒厂欲将 100m3、97℃热麦汁在 60 分钟内经板式换热器冷却至 8℃，冷却水进出口 温度分别是 3℃和 80℃，已知热麦汁平均密度为 1040kg/m3，平均比热容为 4.10kJ/（kg·K）， 冷却水平均比热容为 4.186kJ/（kg·K），密度 1000kg/m3，换热器换热效率为 95%。问冷却 水耗量（m3/h）是下列哪个数值？ A C 解：Q= m 水 Cp 水△tη= m 麦 Cp 麦△T 138 118 124 131 D B m 水 4.186×1000×(80-3)×0.95=100×1040×4.1×(97-8) m 水=124m3/h 7
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