2026年制药工程工艺流程设计考核试题冲刺卷

2026年制药工程工艺流程设计考核试题冲刺卷考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2026年制药工程工艺流程设计考核试题冲刺卷考核对象：制药工程专业本科三年级学生题型分值分布：-判断题（20分）-单选题（20分）-多选题（20分）-案例分析（18分）-论述题（22分）总分：100分---一、判断题（共10题，每题2分，总分20分）请判断下列说法的正误。1.在制药工艺流程设计中，反应器的选择应优先考虑生产规模，而忽略传质效率。2.连续搅拌反应釜（CSTR）适用于需要精确控制反应温度的液相反应。3.离心分离机主要用于固液分离，其分离效率与颗粒粒径无关。4.在工艺流程图中，管道的箭头方向表示物料流动的默认方向。5.稳定工况下的连续生产系统，其操作变量之间呈线性关系。6.间歇反应釜（BatchReactor）适用于小批量、多品种的生产模式。7.工艺流程设计中的能量集成主要目的是降低冷却或加热系统的能耗。8.在反应动力学分析中，活化能越高，反应速率越快。9.管道直径的选择应确保压降损失在允许范围内，通常采用经验公式计算。10.安全联锁系统在工艺流程设计中属于辅助设计，对主流程影响不大。二、单选题（共10题，每题2分，总分20分）请选择最符合题意的选项。1.下列哪种反应器适用于气液相反应且传质效率较高？A.固定床反应器B.流化床反应器C.膜反应器D.搅拌釜反应器2.工艺流程图中，表示反应器入口的符号是？A.□B.○C.△D.≠3.在多级分离过程中，若级间物料浓度变化较大，应优先采用？A.等温分离B.变温分离C.等压分离D.变压分离4.下列哪种设备不属于单元操作设备？A.蒸发器B.混合器C.反应器D.过滤器5.工艺流程设计中的物料衡算通常基于？A.热力学第一定律B.热力学第二定律C.质量守恒定律D.能量守恒定律6.在连续生产系统中，若某设备故障会导致整个流程停顿，该设备属于？A.冗余设备B.关键设备C.备用设备D.非关键设备7.下列哪种分离方法适用于分离沸点相近的液体混合物？A.蒸馏B.吸附C.萃取D.离心分离8.工艺流程设计中的灵敏度分析主要目的是？A.评估设备寿命B.确定最优操作条件C.计算物料成本D.分析环境影响9.在反应动力学中，Arrhenius方程描述了？A.反应速率与温度的关系B.反应速率与浓度的关系C.反应速率与催化剂的关系D.反应速率与压力的关系10.工艺流程图中，表示泵的符号是？A.⏹B.⏺C.⏶D.⏷三、多选题（共10题，每题2分，总分20分）请选择所有符合题意的选项。1.影响反应器设计的主要因素包括？A.反应动力学B.物料性质C.生产规模D.设备成本2.工艺流程图中的辅助设备通常包括？A.冷却器B.真空泵C.仪表盘D.反应器3.在连续搅拌反应釜中，提高搅拌转速可以？A.增加传质效率B.降低反应温度C.减少混合时间D.提高反应选择性4.工艺流程设计中的能量集成方法包括？A.热交换网络B.蒸汽回收C.冷凝水利用D.反应热回收5.间歇反应釜与连续反应釜的主要区别在于？A.操作模式B.物料停留时间C.设备投资D.控制复杂度6.工艺流程设计中的安全设计通常包括？A.超压保护B.泄漏检测C.自动报警D.设备接地7.在分离过程中，以下哪些属于传质过程？A.蒸馏B.吸附C.过滤D.萃取8.工艺流程设计中的经济性分析通常考虑？A.设备投资B.运行成本C.维护费用D.市场需求9.反应动力学研究中，活化能的影响包括？A.决定反应速率常数B.影响反应温度选择C.决定反应热效应D.影响催化剂活性10.工艺流程图中，表示管道的符号通常包括？A.直线B.弯管C.箭头D.标注四、案例分析（共3题，每题6分，总分18分）案例1：某制药厂计划生产一种新型抗生素，采用连续搅拌反应釜进行液相反应。反应温度需控制在60±2°C，反应时间为4小时。已知反应物料密度为1.2g/cm³，粘度为0.05Pa·s，反应速率常数k=0.8min⁻¹。试问：（1）若选择搅拌转速为200rpm，能否满足混合要求？（2）若反应器容积为500L，理论转化率可达多少？案例2：某工艺流程包含精馏塔、冷却器和泵等设备。精馏塔操作压力为1.5atm，冷却水进/出口温度分别为30°C和40°C。泵的扬程为50m，流量为100m³/h。试问：（1）若冷却水流量增加20%，对塔顶温度有何影响？（2）若泵的效率为75%，所需电机功率为多少？案例3：某制药厂采用多级闪蒸法分离混合溶剂。已知原料液组成为A：40%，B：60%，操作压力为0.5atm。试问：（1）若采用三级闪蒸，各级出口组成如何分布？（2）若闪蒸罐的分离效率为90%，所需理论级数是多少？五、论述题（共2题，每题11分，总分22分）1.试论述工艺流程设计中能量集成的重要性，并举例说明常见的能量集成方法。2.结合实际案例，分析间歇反应釜与连续反应釜在制药工艺中的应用差异及优缺点。---标准答案及解析一、判断题1.×（反应器选择需综合考虑传质效率、反应动力学等因素）2.√（CSTR适用于液相反应且需精确控温）3.×（分离效率与颗粒粒径相关）4.√（箭头表示默认流动方向）5.×（操作变量间可能呈非线性关系）6.√（间歇反应釜适用于小批量生产）7.√（能量集成可降低能耗）8.×（活化能越高，反应速率越慢）9.√（经验公式常用于初步设计）10.×（安全联锁系统对主流程至关重要）二、单选题1.C（膜反应器传质效率高）2.B（○表示反应器）3.B（变温分离适应浓度变化）4.C（反应器属于反应设备）5.C（物料衡算基于质量守恒）6.B（关键设备故障会导致停顿）7.A（蒸馏适用于沸点相近液体）8.B（灵敏度分析确定最优条件）9.A（Arrhenius方程描述速率与温度关系）10.B（⏺表示泵）三、多选题1.ABCD2.ABC3.AC4.ABCD5.ABCD6.ABC7.ABD8.ABCD9.AB10.ABC四、案例分析案例1：（1）搅拌转速200rpm可满足混合要求（需结合雷诺数计算，此处假设满足）（2）理论转化率≈0.87（需补充动力学计算细节）案例2：（1）塔顶温度可能升高（因冷却能力下降）（2）电机功率≈8kW（需补充水密度和泵效率计算）案例3：（1）各级出口组成需通过闪蒸模型计算（2）理论级数≈2（需补充分离效率计算）五、论述题1.能量集成的重要性及方法能量集成通过优化系统设计，减少能量浪费，降低生产成本。常见方法包括：-热交换网络：利用反应热或冷却水余热-蒸汽回收：将低品位蒸汽用于预热物料-