2025年大学《资源化学》专业题库- 化学合成新工艺研究

2025年大学《资源化学》专业题库——化学合成新工艺研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪种化学合成方法通常被认为是最符合绿色化学原则？()A.需要使用大量易燃有机溶剂且产物难以分离的方法B.原子经济性低，副产物多的催化加氢反应C.采用原位监测技术，实现反应精准控制，减少废料产生的方法D.依赖高能耗高温高压条件，设备要求苛刻的方法2.在资源化学领域，从低品位矿物中提取有价元素的新工艺研究，首要考虑的因素是？()A.产物的市场售价高低B.工艺过程的自动化程度C.提取效率和经济性D.工艺的美观性3.下列哪种技术不属于化学合成新工艺的研究范畴？()A.微反应器技术应用于精细化学品合成B.生物质催化转化生产生物燃料C.传统高温裂解重油工艺的改进D.电化学合成路线的开发4.提高化学反应选择性（尤其是区域选择性或立体选择性）对于化学合成新工艺的意义在于？()A.降低反应温度，节省能耗B.减少副产物，提高原子经济性C.延长设备使用寿命D.降低操作压力5.在设计一个资源化学品的化学合成新工艺时，评价其环境友好性的重要指标是？()A.反应速率快慢B.产物纯度高低C.E-factor(环境因素，即每单位产品产生的废弃物量)D.催化剂的成本6.对于涉及有毒或易挥发原料的化学合成，以下哪种设备形式可能具有更好的安全性？()A.大规模间歇式反应釜B.连续流动微反应器C.传统管式反应器D.平板反应器7.催化剂在化学合成新工艺研究中扮演着关键角色，其主要作用通常不包括？()A.改变反应路径，降低活化能B.提高反应速率C.确保反应在极低温度下进行D.选择性地提高目标产物的生成8.利用电化学方法进行合成反应，其主要优势可能在于？()A.通常不需要使用催化剂B.可能在温和条件下进行，环境友好C.原子经济性总是非常高D.设备投资成本通常很低9.资源化学品的化学合成工艺路线优化，除了考虑产率和选择性外，通常还需要重点评估？()A.产品的颜色和气味B.工艺的稳定性、放大性和经济性C.操作人员的便利性D.产品的品牌知名度10.生物催化技术在资源化学品合成中的应用前景广阔，其主要优势在于？()A.反应条件通常非常温和B.催化剂成本极低C.可实现高度非选择性转化D.对有机溶剂的耐受性很强二、填空题1.化学合成新工艺研究的目标之一是提高______，降低______，实现资源的高效利用和可持续发展。2.绿色化学的十二项原则中，提倡使用______的原料，以及最大限度地减少产生具有毒性物质的过程。3.在资源化学品的合成中，选择合适的______和优化反应条件是提高产率和选择性的关键。4.原子经济性是衡量化学反应______的重要指标，其值越高，表示投入的原料原子中进入目标产物的比例越大。5.微反应器技术因其______、______等优点，在精细化学品和制药合成领域展现出巨大潜力。6.基于电化学原理的合成方法被称为______合成，其反应通常在______和______中发生。7.对于资源化学品合成新工艺，除了技术可行性外，______和______是其能否推广应用的重要决定因素。三、简答题1.简述绿色化学合成工艺与传统合成工艺相比，在环境友好性方面的主要区别。2.为什么说资源化学品的化学合成新工艺研究需要特别关注原子经济性和E-factor？3.比较微反应器技术与传统宏观反应器技术，在化学合成工艺研究中至少有三个方面的不同优势。四、论述题结合资源化学品的特性，论述在化学合成新工艺研究中，如何平衡技术创新、经济可行性和环境保护之间的关系。请结合具体实例或思路进行阐述。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.B5.C6.B7.C8.B9.B10.A二、填空题1.原子经济性；环境影响2.天然、可再生3.催化剂4.资源利用效率5.反应物混合效率高；传质传热效率高6.电化学；水溶液；有机溶剂7.经济性；环境友好性三、简答题1.绿色化学合成工艺强调从源头上减少或消除有害物质的使用和产生，如采用可再生原料、设计高选择性反应避免副产物、使用环境友好的溶剂、开发低能耗过程、确保化学品安全使用等。传统合成工艺往往关注产率和速度，对环境影响的考虑不足，常使用有毒有害原料和溶剂，产生较多废弃物，能耗较高。2.原子经济性直接反映了原料转化成目标产品的效率，高原子经济性意味着更多原料原子进入期望产品，减少了浪费和后续分离纯化的负担。E-factor衡量每单位产品产生的废弃物量，是评价工艺环境影响的直接指标。对于资源化学品合成，特别是来自有限资源的化学品，提高原子经济性意味着更有效地利用宝贵资源。降低E-factor意味着减少污染物的排放和处理成本，对环境保护和可持续发展至关重要。两者都是评价合成工艺整体效率和环境友好性的关键参数。3.微反应器技术优势：1)反应物混合迅速均匀，传质传热效率极高，可实现快速升降温，反应选择性和产率通常更高；2)反应尺度小，易于精确控制和在线监测，安全性更好，不易发生灾难性事故；3)单位体积反应器产能高，设备紧凑，占地面积小；4)易于实现自动化和连续化生产，工艺放大相对容易，且放大效应小。四、论述题在资源化学品的化学合成新工艺研究中，平衡技术创新、经济可行性和环境保护之间的关系是一个核心挑战。技术创新是推动进步的基础，例如开发新的催化体系、反应路径或绿色合成方法（如光催化、电催化、生物催化），可以显著提高效率、选择性和环境友好性。然而，仅靠技术创新是不够的，必须考虑经济可行性。一个新工艺即使非常先进环保，如果生产成本过高（原料、设备、能耗、操作维护等），或者工艺过于复杂难以放大和工业化应用，就无法被市场接受，无法实现其价值。因此，经济性要求在保证基本性能的前提下，寻求成本效益最优的解决方案，可能需要在某些方面做出妥协，例如略微降低理论产率以换取更廉价高效的催化剂。同时，环境保护是必须坚守的底线。新工艺必须符合环保法规，尽可能减少污染物的产生和排放，降低资源消耗和能耗，符合绿色化学原则。这意味着在选择技术路线时，必须将环境影响评估作为关键环节。理想的策略是在这三个维度之间寻找最佳结合点：优先发展那些既能技术创新（高效、绿色），又具备潜在经济可行性的工艺；对于经济性或环境方面存在短板的技术，通过进一步研发（如开发更廉价的催化剂、优化反应条件降低能耗）或与其他技术（如高效分离