2025年大學(xué)大四（化學(xué)工程與工藝）化工工藝學(xué)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。(總共10題，每題3分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng))1.以下哪種化工工藝不屬于化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料生產(chǎn)工藝？A.合成氨工藝B.硫酸生產(chǎn)工藝C.石油煉制工藝D.純堿生產(chǎn)工藝2.在化工生產(chǎn)中，關(guān)于反應(yīng)熱的利用，以下說(shuō)法正確的是？A.反應(yīng)熱只能通過(guò)冷卻帶走B.應(yīng)盡量避免反應(yīng)熱的產(chǎn)生C.可利用反應(yīng)熱預(yù)熱反應(yīng)物等D.反應(yīng)熱對(duì)生產(chǎn)無(wú)實(shí)際作用3.下列哪種物質(zhì)不是常見(jiàn)的化工催化劑載體？A.氧化鋁B.活性炭C.氯化鈉D.硅膠4.化工工藝流程圖中，用來(lái)表示物料流的是？A.粗實(shí)線B.細(xì)實(shí)線C.虛線D.點(diǎn)劃線5.對(duì)于連續(xù)精餾塔，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=1時(shí)，表示進(jìn)料為？A.飽和液體B.飽和蒸汽C.氣液混合物D.過(guò)冷液體6.在化工工藝中，提高原料轉(zhuǎn)化率的方法不包括？A.增加反應(yīng)物濃度B.升高溫度C.減小產(chǎn)物濃度D.降低壓力7.以下哪種單元操作主要用于分離均相液體混合物？A.蒸餾B.過(guò)濾C.萃取D.干燥8.化工生產(chǎn)中，對(duì)于易燃易爆氣體的處理，以下措施錯(cuò)誤的是？A.安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器B.采用惰性氣體保護(hù)C.增加通風(fēng)量即可D.控制氣體濃度在爆炸極限之外9.關(guān)于化工工藝中的能量衡算，主要依據(jù)的原理是？A.質(zhì)量守恒定律B.能量守恒定律C.阿伏伽德羅定律D.亨利定律10.以下哪種化工產(chǎn)品不屬于有機(jī)化工產(chǎn)品？A.塑料B.橡膠C.化肥D.纖維第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題3分，共15分）1.化工生產(chǎn)過(guò)程一般可概括為原料預(yù)處理、________、產(chǎn)品分離與精制等步驟。2.合成氨工藝中，常用的原料氣凈化方法有脫硫、________、脫碳等。3.精餾塔的塔頂溫度通常比塔底溫度________。4.化工工藝中，常用的傳熱方式有傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和________。5.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系符合________方程。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述化工工藝流程圖的作用及主要內(nèi)容。2.說(shuō)明提高化工反應(yīng)選擇性的意義及常用方法。3.闡述化工生產(chǎn)中節(jié)能減排的主要途徑。四、綜合分析題（共15分）材料：某化工廠采用連續(xù)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，主要反應(yīng)為A+B→C。在生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品收率較低。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)原料A的轉(zhuǎn)化率不高，且反應(yīng)副產(chǎn)物較多。已知反應(yīng)在一定溫度和壓力下進(jìn)行，原料A和B的初始濃度分別為2mol/L和3mol/L，反應(yīng)速率方程為r=kcA^1.5cB^0.5，k為反應(yīng)速率常數(shù)?，F(xiàn)有改進(jìn)方案：一是提高反應(yīng)溫度，二是采用新型催化劑。1.分析提高反應(yīng)溫度對(duì)原料A轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性的影響。（7分）2.闡述新型催化劑可能對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的作用。（8分）五、工藝設(shè)計(jì)題（共20分）材料：某企業(yè)計(jì)劃新建一條生產(chǎn)線生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，年產(chǎn)量為10萬(wàn)噸。原料為A和B，反應(yīng)為A+2B→C。已知原料A價(jià)格為5000元/噸，原料B價(jià)格為3000元/噸，產(chǎn)品C售價(jià)為10000元/噸。反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，適宜溫度為150℃，可采用間歇操作或連續(xù)操作。1.簡(jiǎn)述工藝設(shè)計(jì)的基本原則。（5分）2.設(shè)計(jì)該生產(chǎn)線的工藝流程，包括主要設(shè)備及連接方式。（10分）3.對(duì)該工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，計(jì)算年利潤(rùn)。（5分）答案：一、選擇題1.C2.C3.C4.A5.A6.D7.A8.C9.B10.C二、填空題1.化學(xué)反應(yīng)2.變換3.低4.輻射傳熱5.阿累尼烏斯三、簡(jiǎn)答題1.作用：清晰表示化工生產(chǎn)過(guò)程中物料和能量的變化、設(shè)備間的連接關(guān)系等，指導(dǎo)生產(chǎn)操作、設(shè)計(jì)、優(yōu)化等。主要內(nèi)容：包括工藝流程線、設(shè)備示意圖、物料和能量衡算數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)及控制參數(shù)等。2.意義：提高目標(biāo)產(chǎn)物的生成比例，減少副產(chǎn)物生成，提高原料利用率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等。方法：選擇合適催化劑、優(yōu)化反應(yīng)條件（溫度、壓力、濃度等）、改進(jìn)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等。3.途徑：優(yōu)化工藝路線減少能耗；采用高效節(jié)能設(shè)備；回收利用余熱、余壓；加強(qiáng)管理，提高能源利用效率；采用綠色化學(xué)工藝減少?gòu)U棄物排放等。四、綜合分析題1.提高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率加快，原料A轉(zhuǎn)化率可能提高。但溫度升高可能使反應(yīng)選擇性降低，副反應(yīng)增多，因?yàn)楦狈磻?yīng)的活化能可能不同，溫度變化對(duì)其影響程度不同。2.新型催化劑可能降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，從而提高原料A轉(zhuǎn)化率。同時(shí)，可能對(duì)反應(yīng)選擇性有改善作用，使目標(biāo)產(chǎn)物C的生成比例增加，減少副產(chǎn)物生成，因?yàn)榇呋瘎┛筛淖兎磻?yīng)歷程，優(yōu)先促進(jìn)主反應(yīng)進(jìn)行。五、工藝設(shè)計(jì)題1.基本原則：滿足生產(chǎn)要求；技術(shù)先進(jìn)可行；經(jīng)濟(jì)合理；安全可靠；環(huán)保達(dá)標(biāo)等。2.工藝流程：原料A和B經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入混合器混合，再進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入分離器分離出產(chǎn)品C，未反應(yīng)的原料循環(huán)返回反應(yīng)器，主要設(shè)備有混合器、反應(yīng)器、分離器、泵等，連接方式為管道連接。3.年利潤(rùn)計(jì)算：產(chǎn)品收入10萬(wàn)噸×10000元/噸=10