2025年大学大四（化学工程与工艺）化工工艺学试题及答案

2025年大学大四（化学工程与工艺）化工工艺学试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共10题，每题3分，在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项)1.以下哪种化工工艺不属于化学工业的基础原料生产工艺？A.合成氨工艺B.硫酸生产工艺C.石油炼制工艺D.纯碱生产工艺2.在化工生产中，关于反应热的利用，以下说法正确的是？A.反应热只能通过冷却带走B.应尽量避免反应热的产生C.可利用反应热预热反应物等D.反应热对生产无实际作用3.下列哪种物质不是常见的化工催化剂载体？A.氧化铝B.活性炭C.氯化钠D.硅胶4.化工工艺流程图中，用来表示物料流的是？A.粗实线B.细实线C.虚线D.点划线5.对于连续精馏塔，进料热状态参数q=1时，表示进料为？A.饱和液体B.饱和蒸汽C.气液混合物D.过冷液体6.在化工工艺中，提高原料转化率的方法不包括？A.增加反应物浓度B.升高温度C.减小产物浓度D.降低压力7.以下哪种单元操作主要用于分离均相液体混合物？A.蒸馏B.过滤C.萃取D.干燥8.化工生产中，对于易燃易爆气体的处理，以下措施错误的是？A.安装可燃气体报警器B.采用惰性气体保护C.增加通风量即可D.控制气体浓度在爆炸极限之外9.关于化工工艺中的能量衡算，主要依据的原理是？A.质量守恒定律B.能量守恒定律C.阿伏伽德罗定律D.亨利定律10.以下哪种化工产品不属于有机化工产品？A.塑料B.橡胶C.化肥D.纤维第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（每题3分，共15分）1.化工生产过程一般可概括为原料预处理、________、产品分离与精制等步骤。2.合成氨工艺中，常用的原料气净化方法有脱硫、________、脱碳等。3.精馏塔的塔顶温度通常比塔底温度________。4.化工工艺中，常用的传热方式有传导传热、对流传热和________。5.对于化学反应，反应速率常数与温度的关系符合________方程。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述化工工艺流程图的作用及主要内容。2.说明提高化工反应选择性的意义及常用方法。3.阐述化工生产中节能减排的主要途径。四、综合分析题（共15分）材料：某化工厂采用连续生产工艺生产某种化工产品，主要反应为A+B→C。在生产过程中，发现产品收率较低。经过分析，发现原料A的转化率不高，且反应副产物较多。已知反应在一定温度和压力下进行，原料A和B的初始浓度分别为2mol/L和3mol/L，反应速率方程为r=kcA^1.5cB^0.5，k为反应速率常数。现有改进方案：一是提高反应温度，二是采用新型催化剂。1.分析提高反应温度对原料A转化率和反应选择性的影响。（7分）2.阐述新型催化剂可能对反应产生的作用。（8分）五、工艺设计题（共20分）材料：某企业计划新建一条生产线生产某种化工产品，年产量为10万吨。原料为A和B，反应为A+2B→C。已知原料A价格为5000元/吨，原料B价格为3000元/吨，产品C售价为10000元/吨。反应在常压下进行，适宜温度为150℃，可采用间歇操作或连续操作。1.简述工艺设计的基本原则。（5分）2.设计该生产线的工艺流程，包括主要设备及连接方式。（10分）3.对该工艺进行经济评价，计算年利润。（5分）答案：一、选择题1.C2.C3.C4.A5.A6.D7.A8.C9.B10.C二、填空题1.化学反应2.变换3.低4.辐射传热5.阿累尼乌斯三、简答题1.作用：清晰表示化工生产过程中物料和能量的变化、设备间的连接关系等，指导生产操作、设计、优化等。主要内容：包括工艺流程线、设备示意图、物料和能量衡算数据、控制点及控制参数等。2.意义：提高目标产物的生成比例，减少副产物生成，提高原料利用率、降低成本、提高产品质量等。方法：选择合适催化剂、优化反应条件（温度、压力、浓度等）、改进反应器结构等。3.途径：优化工艺路线减少能耗；采用高效节能设备；回收利用余热、余压；加强管理，提高能源利用效率；采用绿色化学工艺减少废弃物排放等。四、综合分析题1.提高反应温度，反应速率加快，原料A转化率可能提高。但温度升高可能使反应选择性降低，副反应增多，因为副反应的活化能可能不同，温度变化对其影响程度不同。2.新型催化剂可能降低反应活化能，加快反应速率，从而提高原料A转化率。同时，可能对反应选择性有改善作用，使目标产物C的生成比例增加，减少副产物生成，因为催化剂可改变反应历程，优先促进主反应进行。五、工艺设计题1.基本原则：满足生产要求；技术先进可行；经济合理；安全可靠；环保达标等。2.工艺流程：原料A和B经计量后进入混合器混合，再进入反应器进行反应，反应产物进入分离器分离出产品C，未反应的原料循环返回反应器，主要设备有混合器、反应器、分离器、泵等，连接方式为管道连接。3.年利润计算：产品收入10万吨×10000元/吨=10