2025重氮化考試試題及答案一、單項選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.重氮化反應(yīng)中，最常用的無機(jī)酸是（）A.硫酸B.鹽酸C.硝酸D.磷酸2.重氮化反應(yīng)的關(guān)鍵控制參數(shù)是（）A.反應(yīng)壓力B.反應(yīng)溫度C.攪拌速度D.原料純度3.對于難溶于稀酸的芳胺，通常采用（）進(jìn)行重氮化A.順法（先加芳胺再加酸）B.逆法（先加酸再加芳胺）C.亞硝酰硫酸法D.直接混合法4.重氮鹽的穩(wěn)定性隨溫度升高而（）A.增強(qiáng)B.減弱C.不變D.先增強(qiáng)后減弱5.重氮化反應(yīng)中，若亞硝酸鈉過量，可能導(dǎo)致的后果是（）A.產(chǎn)物顏色變淺B.重氮鹽分解C.副產(chǎn)物增多D.反應(yīng)速率減慢6.工業(yè)重氮化反應(yīng)中，常用的亞硝酸鈉滴加方式是（）A.一次性加入B.勻速滴加C.分批次加入D.先快后慢滴加7.重氮鹽與酚類偶合時，最佳pH范圍是（）A.13B.46C.79D.10128.重氮化反應(yīng)設(shè)備的材質(zhì)通常選用（）A.普通碳鋼B.304不銹鋼C.搪瓷或襯玻璃D.鋁合金9.重氮化反應(yīng)尾氣中主要含有的有害氣體是（）A.NOxB.SO2C.H2SD.CO10.重氮鹽分解的典型現(xiàn)象是（）A.溶液變澄清B.溫度驟降C.產(chǎn)生大量氣泡D.顏色變深11.對于氨基萘磺酸類化合物的重氮化，通常需要（）A.高溫條件B.過量酸C.低濃度亞硝酸鈉D.強(qiáng)堿性環(huán)境12.重氮化反應(yīng)中，淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的原理是（）A.亞硝酸鈉與淀粉反應(yīng)B.碘離子被亞硝酸氧化為I2C.重氮鹽與碘化鉀反應(yīng)D.酸與碘化鉀反應(yīng)13.重氮化反應(yīng)的安全臨界溫度通常設(shè)定為（）A.05℃B.1015℃C.2025℃D.3035℃14.若重氮化反應(yīng)中芳胺與酸的摩爾比過低，可能導(dǎo)致（）A.重氮鹽分解B.芳胺未完全溶解C.亞硝酸鈉過量D.反應(yīng)速率加快15.重氮鹽溶液的儲存時間一般不超過（）A.0.5小時B.2小時C.6小時D.12小時16.重氮化反應(yīng)中，“終點(diǎn)檢測”的目的是（）A.確認(rèn)酸過量B.確認(rèn)亞硝酸鈉過量C.確認(rèn)芳胺完全反應(yīng)D.確認(rèn)溫度達(dá)標(biāo)17.工業(yè)上制備重氮鹽時，常用的冷卻介質(zhì)是（）A.自來水B.冷凍鹽水（5~5℃）C.液氨D.冰鹽水（0℃以下）18.重氮鹽與芳胺偶合時，最佳pH范圍是（）A.13B.46C.79D.101219.重氮化反應(yīng)中，若攪拌中斷，最可能引發(fā)的風(fēng)險是（）A.局部溫度過高B.原料混合不均C.亞硝酸鈉分解D.設(shè)備腐蝕20.重氮鹽分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是（）A.N2B.CO2C.O2D.H2二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.重氮化反應(yīng)的通式為：ArNH2+2HX+NaNO2→______+NaCl+2H2O（X為鹵素）。2.重氮化反應(yīng)屬于______（填“親電取代”“親核取代”或“自由基”）反應(yīng)機(jī)理。3.對于含有強(qiáng)吸電子基團(tuán)的芳胺（如對硝基苯胺），其重氮化反應(yīng)活性比苯胺______（填“高”或“低”）。4.重氮化反應(yīng)中，酸的作用除了溶解芳胺外，還包括______和______。5.工業(yè)重氮化反應(yīng)中，常用______（填試劑名稱）檢測亞硝酸鈉是否過量。6.重氮鹽的熱分解方程式為：ArN2+X→______+N2↑（X為鹵素）。7.重氮化反應(yīng)的關(guān)鍵安全措施包括______、______和______（至少答3點(diǎn)）。8.若重氮化反應(yīng)溫度超過20℃，重氮鹽可能發(fā)生______（填“水解”“偶合”或“分解”）副反應(yīng)。9.鄰甲苯胺重氮化時，由于甲基的______（填“吸電子”或“推電子”）效應(yīng)，其反應(yīng)活性比苯胺______（填“高”或“低”）。10.重氮化反應(yīng)尾氣處理常用______（填“酸液”或“堿液”）吸收，以減少NOx排放。三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述重氮化反應(yīng)的機(jī)理（包括快反應(yīng)和慢反應(yīng)步驟）。2.分析影響重氮化反應(yīng)產(chǎn)率的主要因素，并說明如何優(yōu)化。3.列舉重氮化反應(yīng)的主要安全風(fēng)險，并提出對應(yīng)的防護(hù)措施。4.對比“順法”與“逆法”重氮化的適用場景及操作差異。5.解釋為何重氮化反應(yīng)需嚴(yán)格控制亞硝酸鈉的滴加速度，并說明滴加過快可能導(dǎo)致的后果。四、計算題（共1題，10分）某工廠以對氨基苯磺酸（分子量173.19）為原料進(jìn)行重氮化反應(yīng)，計劃生產(chǎn)1000kg重氮鹽（對氨基苯磺酸重氮鹽，分子量209.19）。已知對氨基苯磺酸的純度為98%，亞硝酸鈉的純度為95%，反應(yīng)摩爾比為對氨基苯磺酸:亞硝酸鈉=1:1.05（過量5%），計算需要投入的對氨基苯磺酸和亞硝酸鈉的質(zhì)量（保留2位小數(shù)）。五、案例分析題（共1題，20分）某化工企業(yè)在進(jìn)行鄰氯苯胺重氮化生產(chǎn)時，發(fā)生反應(yīng)釜溫度驟升（從5℃升至30℃）、大量氣體噴出的事故，造成設(shè)備損壞和人員輕傷。經(jīng)調(diào)查，事故前30分鐘攪拌系統(tǒng)因故障停機(jī)，操作人員未及時發(fā)現(xiàn)。（1）分析事故發(fā)生的直接原因和間接原因。（2）提出預(yù)防此類事故的技術(shù)措施和管理措施。答案及解析一、單項選擇題1.B（鹽酸是最常用的無機(jī)酸，提供H+和Cl）2.B（溫度直接影響重氮鹽穩(wěn)定性，通?？刂圃?10℃）3.C（難溶芳胺需用亞硝酰硫酸（HOSO2ONO）作為重氮化試劑）4.B（溫度升高，重氮鹽易分解為酚類和N2）5.C（亞硝酸鈉過量會與重氮鹽反應(yīng)生成副產(chǎn)物，如偶氮化合物）6.B（勻速滴加確保亞硝酸鈉濃度穩(wěn)定，避免局部過量）7.C（酚類偶合需弱堿性環(huán)境，pH=79時酚氧負(fù)離子濃度高，反應(yīng)活性強(qiáng)）8.C（搪瓷或襯玻璃耐酸腐蝕，防止金屬離子催化重氮鹽分解）9.A（亞硝酸分解生成NO、NO2等氮氧化物）10.C（重氮鹽分解釋放N2，產(chǎn)生大量氣泡）11.B（氨基萘磺酸水溶性差，需過量酸促進(jìn)溶解）12.B（亞硝酸將I氧化為I2，I2與淀粉顯藍(lán)色）13.A（安全臨界溫度通常設(shè)定為05℃，超過易分解）14.B（酸不足時，芳胺無法完全溶解，導(dǎo)致反應(yīng)不完全）15.B（重氮鹽不穩(wěn)定，儲存時間一般不超過2小時）16.C（終點(diǎn)檢測確認(rèn)芳胺完全反應(yīng)，避免殘留）17.D（冰鹽水（0℃以下）可快速帶走反應(yīng)熱）18.B（芳胺偶合需弱酸性環(huán)境，pH=46時芳胺以分子形式存在，反應(yīng)活性高）19.A（攪拌中斷導(dǎo)致局部熱量積聚，溫度升高引發(fā)分解）20.A（重氮鹽分解生成ArOH和N2）二、填空題1.ArN2+X（重氮鹽）2.親電取代（NO+作為親電試劑進(jìn)攻芳胺的氨基鄰/對位）3.低（吸電子基團(tuán)降低氨基電子云密度，反應(yīng)活性下降）4.提供H+生成NO+；抑制重氮鹽水解5.淀粉碘化鉀試紙（或淀粉KI試紙）6.ArOH（酚類）7.控制反應(yīng)溫度；設(shè)置攪拌和冷卻系統(tǒng)；配備尾氣吸收裝置（或其他合理答案）8.分解（高溫加速重氮鹽分解）9.推電子；高（甲基推電子，增強(qiáng)氨基電子云密度，反應(yīng)活性提高）10.堿液（NaOH溶液吸收NOx生成硝酸鹽）三、簡答題1.重氮化反應(yīng)機(jī)理分為兩步：（1）慢反應(yīng)：亞硝酸在酸性條件下生成親電試劑亞硝酰正離子（NO+）：NaNO2+HX→HNO2+NaX；HNO2+HX→NO++X+H2O（慢）。（2）快反應(yīng)：NO+作為親電試劑進(jìn)攻芳胺的氨基，生成重氮鹽：ArNH2+NO+→[ArNHNO]+→ArN2++H2O（快）。2.影響產(chǎn)率的主要因素及優(yōu)化措施：（1）溫度：溫度過高重氮鹽分解，需控制在010℃（冰鹽水冷卻）。（2）酸的用量：酸不足時芳胺未完全溶解，過量酸抑制重氮鹽水解，通常酸與芳胺摩爾比為2.53:1。（3）亞硝酸鈉滴加速度：滴加過快導(dǎo)致局部過量，生成副產(chǎn)物；需勻速滴加并檢測終點(diǎn)。（4）攪拌效率：攪拌不均導(dǎo)致局部反應(yīng)不完全，需確保攪拌速度均勻。3.主要安全風(fēng)險及防護(hù)措施：（1）重氮鹽分解：風(fēng)險為爆炸、氣體噴出；措施是控制溫度≤10℃，避免光照。（2）亞硝酸鈉過量：風(fēng)險為副產(chǎn)物增多、NOx排放；措施是用淀粉KI試紙檢測終點(diǎn)，控制摩爾比。（3）攪拌中斷：風(fēng)險為局部溫度升高；措施是設(shè)置攪拌監(jiān)控報警裝置，備用電源。（4）設(shè)備腐蝕：風(fēng)險為泄漏；措施是選用搪瓷/襯玻璃設(shè)備，定期檢測腐蝕情況。4.順法與逆法對比：（1）適用場景：順法用于易溶于稀酸的芳胺（如苯胺）；逆法用于難溶于稀酸但易溶于濃酸的芳胺（如鄰硝基苯胺）。（2）操作差異：順法先將芳胺溶于稀酸，再滴加亞硝酸鈉；逆法先將亞硝酸鈉溶于濃酸，再加入芳胺（避免芳胺與濃酸劇烈反應(yīng)）。5.控制亞硝酸鈉滴加速度的原因：（1）滴加過快會導(dǎo)致局部NO+濃度過高，與重氮鹽反應(yīng)生成偶氮化合物（如ArN2+N=NAr），降低產(chǎn)率。（2）過量的亞硝酸鈉會分解產(chǎn)生NOx，污染環(huán)境并增加尾氣處理成本。（3）滴加過快可能導(dǎo)致反應(yīng)熱無法及時移出，溫度升高引發(fā)重氮鹽分解甚至爆炸。四、計算題解：（1）計算對氨基苯磺酸的物質(zhì)的量：重氮鹽產(chǎn)量=1000kg=1,000,000g，摩爾數(shù)=1,000,000g/209.19g/mol≈4780.72mol。對氨基苯磺酸與重氮鹽的摩爾比為1:1，故理論需對氨基苯磺酸4780.72mol?？紤]純度98%，實(shí)際質(zhì)量=(4780.72mol×173.19g/mol)/0.98≈(828,000g)/0.98≈844,897.96g≈844.90kg。（2）計算亞硝酸鈉的質(zhì)量：亞硝酸鈉摩爾數(shù)=4780.72mol×1.05≈5020.76mol。亞硝酸鈉分子量=69.00g/mol，理論質(zhì)量=5020.76mol×69.00g/mol≈346,432.44g?？紤]純度95%，實(shí)際質(zhì)量=346,432.44g/0.95≈364,665.73g≈364.67kg。答：需投入對氨基苯磺酸844.90kg，亞硝酸鈉364.67kg。五、案例分析題（1）事故原因：直接原因：攪拌系統(tǒng)停機(jī)導(dǎo)致反應(yīng)熱無法及時擴(kuò)散，局部溫度升高，重氮鹽分解（ArN2+Cl→ArOH+N2↑），產(chǎn)生大量N2氣體，壓力驟增引發(fā)設(shè)備損壞。間接原因：操作人員未及時發(fā)現(xiàn)攪拌故障（監(jiān)控缺失或巡檢不到位）；未設(shè)置攪拌中斷的自動聯(lián)鎖停車裝置；員工應(yīng)急培訓(xùn)不足，未能快速響應(yīng)異常。（2）預(yù)防措施：技術(shù)措施：①安裝攪拌運(yùn)行監(jiān)控裝置