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2025年江苏省普通高校化工生物专业操作技能真题试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

第一部分理论基础知识

1.简述影响化学反应速率的主要因素，并说明在生物反应器中控制这些因素的意义。

2.解释传热的基本方式，并列举三种常用的强化传热的方法在化工或生物过程中的应用实例。

3.列举三种常见的单元分离操作，并简述其基本原理和适用范围。

4.简述微生物培养过程中，灭菌的目的、常用方法及其注意事项。

5.生物反应器中，pH值和溶氧量是重要的控制参数，简述分别控制它们的主要方法和原因。

第二部分实际操作题

6.假设你需要进行一项涉及使用离心机的实验操作。请简述离心机的正确启动步骤、运行过程中的注意事项以及使用完毕后的基本清洁和保养程序。

7.某化工或生物实验需要使用滴定管进行精确加液。请描述使用滴定管进行滴定的基本操作步骤，包括准备、滴定过程中的观察与操作以及滴定结束后的处理。

8.在进行一项涉及加热的反应实验时，请列举至少三种可能出现的异常情况（如沸腾暴沸、温度失控等），并针对其中两种情况，分别提出简要的应对措施。

9.简述处理实验过程中产生的废液（特别是含有酸碱、有机溶剂或生物废弃物的废液）的基本原则和一般步骤。

10.假设你在操作发酵罐时，发现培养液的pH值突然剧烈下降，请分析可能的原因，并提出你将采取的检查和处理步骤。

11.某项实验要求精确称量0.5000克固体样品。请简述使用分析天平进行此操作的正确步骤，包括天平的检查、样品的称量以及称量后的操作。

12.在进行过滤操作时，如果滤液出现浑浊，可能由哪些原因造成？请至少列举三种可能的原因，并说明相应的解决方法。

第三部分数据处理与分析

13.某实验测量得到一组温度数据（单位：℃）如下：35.2,35.5,35.3,35.6,35.4,35.5,35.3。请计算这组数据的平均值、极差和标准偏差。

14.某反应的动力学实验数据如下表所示（表中t为时间，c为反应物浓度）：

|时间t(min)|浓度c(mol/L)|

|:-----------|:-------------|

|0|1.000|

|10|0.800|

|20|0.625|

|30|0.500|

假设该反应符合一级动力学，请计算该反应的速率常数k。

试卷答案

第一部分理论基础知识

1.答案:影响化学反应速率的主要因素包括浓度、温度、催化剂、接触面积、反应物状态等。在生物反应器中控制这些因素对于维持微生物或细胞的良好生长、保证目标产物的高效合成至关重要。例如，控制适宜温度和pH可维持酶活性，控制溶氧和营养物质浓度可避免代谢瓶颈。

2.答案:传热的基本方式有传导、对流和辐射。强化传热的方法有：增加传热面积（如使用翅片管、增大设备表面积）；增强传热系数（如搅拌强化液体内部对流，提高流速增强对流换热，选择导热系数大的传热介质）；减少热阻（如保持传热面清洁，选择合适的保温材料）。

3.答案:常见的单元分离操作包括蒸馏、过滤、萃取、吸附等。蒸馏基于混合物中各组分挥发度的差异进行分离；过滤利用固体颗粒与液体或气体的尺寸差异进行固液分离；萃取利用目标组分在不同溶剂中溶解度的差异进行分离；吸附利用固体吸附剂对目标组分的吸附能力进行分离。

4.答案:灭菌的目的是杀灭所有微生物（包括芽孢），防止杂菌污染对实验或生产过程的影响。常用方法有高温高压灭菌（如蒸汽灭菌法，利用高压蒸汽的高温和高湿度）、干热灭菌（如烘箱灭菌，利用干热对物品进行灭菌）、射线灭菌（如紫外线、伽马射线）等。注意事项包括：灭菌设备定期校验；正确包装待灭菌物品以利蒸汽穿透；确保达到规定的灭菌温度和时间；遵循正确的操作顺序。

5.答案:控制生物反应器中pH值的主要方法有：使用酸碱泵注入酸或碱；利用缓冲液体系；采用气体交换（如吹扫空气调节CO2浓度间接影响pH）。控制溶氧量主要方法有：调节搅拌转速增加液相混合和氧传质；调节通气量（空气或富氧空气）提高气相氧分压。控制这些参数的原因是pH值和溶氧量直接影响酶活性、代谢速率和微生物/细胞的生长及产物合成。

第二部分实际操作题

6.答案:启动离心机步骤：检查转子是否与离心机匹配并安装到位；将待分离样品装入平衡好的离心管中，置于离心机转子内，确保对称放置以获得良好平衡；关紧盖门；根据转速或相对离心力选择合适的档位，启动离心机。运行中注意：运行期间不得开盖；观察是否有异常声音或振动