2025年重氮化工藝參考題庫含答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.重氮化反應的本質(zhì)是（）A.芳香伯胺與亞硝酸提供重氮鹽的反應B.脂肪胺與硝酸的取代反應C.酚類化合物的硝化反應D.醇類的氧化反應答案：A2.工業(yè)重氮化工藝中，常用的重氮化試劑組合是（）A.鹽酸+亞硝酸鈉B.硫酸+硝酸鉀C.醋酸+氯化銨D.磷酸+氯化鈉答案：A3.重氮化反應速率主要取決于（）A.反應溫度B.芳胺濃度C.亞硝酸濃度D.以上均是答案：D4.重氮化反應溫度通?？刂圃?-5℃的主要原因是（）A.防止重氮鹽分解B.提高反應速率C.降低亞硝酸鈉用量D.減少副產(chǎn)物提供答案：A5.重氮化過程中，若pH值超過5可能導致（）A.重氮鹽穩(wěn)定存在B.芳胺以游離堿形式析出C.亞硝酸分解加快D.反應速率顯著提升答案：B6.重氮化反應釜的材質(zhì)通常選用（）A.普通碳鋼B.304不銹鋼C.搪玻璃D.銅合金答案：C7.重氮化工藝中，檢測亞硝酸過量的常用試劑是（）A.淀粉-碘化鉀試紙B.酚酞指示劑C.甲基橙D.石蕊試紙答案：A8.重氮化反應的主要副反應是（）A.水解反應B.偶合反應C.硝化反應D.還原反應答案：B9.重氮化工藝中，安全泄放裝置應選用（）A.安全閥B.爆破片C.呼吸閥D.截止閥答案：B10.重氮化廢水處理時，去除殘余亞硝酸的常用方法是（）A.中和沉淀B.活性炭吸附C.加入尿素分解D.膜分離答案：C11.重氮化反應中，亞硝酸鈉的投料方式應（）A.一次性全部加入B.緩慢滴加C.分批間隔加入D.與芳胺同時加入答案：B12.重氮化設備的攪拌器應選擇（）A.槳式攪拌器B.推進式攪拌器C.錨式攪拌器D.渦輪式攪拌器答案：D13.重氮化工藝中，氮氣保護的主要目的是（）A.降低氧氣濃度B.提高反應壓力C.促進物料混合D.防止芳胺氧化答案：D14.重氮化反應終點判斷時，若淀粉-碘化鉀試紙不顯藍，說明（）A.亞硝酸過量B.芳胺過量C.反應未完全D.試紙失效答案：B15.重氮化工藝中，緊急停車時首先應（）A.停止攪拌B.切斷加熱C.停止亞硝酸鈉進料D.開啟泄放閥答案：C二、判斷題（每題1分，共15分）1.重氮化反應是強放熱反應，需嚴格控制溫升。（）答案：√2.亞硝酸鈉在重氮化反應中僅作為酸源使用。（）答案：×（注：同時提供亞硝基）3.反應溫度越高，重氮化反應速率越快，因此應盡量提高溫度。（）答案：×（注：高溫會導致重氮鹽分解）4.重氮化反應必須在強酸性介質(zhì)中進行，否則會提供重氮氨基化合物。（）答案：√5.搪玻璃反應釜可有效抵抗鹽酸的腐蝕，但不耐氫氟酸。（）答案：√6.pH值過低會導致亞硝酸分解為NO和NO?，降低原料利用率。（）答案：√7.重氮化工藝的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應包括溫度、壓力、攪拌電流監(jiān)測。（）答案：√8.重氮化廢水可直接排入污水處理系統(tǒng)，無需預處理。（）答案：×（注：需先分解殘余亞硝酸）9.緊急情況下，可通過大量注水稀釋反應物料控制溫度。（）答案：√10.重氮鹽的穩(wěn)定性與芳環(huán)上的取代基無關(guān)。（）答案：×（注：吸電子基提高穩(wěn)定性）11.亞硝酸鈉的儲存應與有機物、還原劑分開，防止氧化還原反應。（）答案：√12.重氮化反應中，芳胺的溶解度不影響反應進程。（）答案：×（注：溶解度低會導致反應不完全）13.反應釜的夾套冷卻水應保持循環(huán)，避免局部過熱。（）答案：√14.重氮化工藝的廢氣主要成分為NOx，需用堿液吸收處理。（）答案：√15.催化劑的加入可顯著降低重氮化反應的活化能，因此必須使用。（）答案：×（注：多數(shù)重氮化反應無需催化劑）三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述重氮化反應的基本機理。答案：重氮化反應分兩步進行：首先亞硝酸（HNO?）在酸性條件下分解為亞硝酰正離子（NO?）；然后芳香伯胺（ArNH?）與NO?發(fā)生親電取代，提供重氮鹽（ArN??X?）。反應式為：ArNH?+HNO?+HX→ArN??X?+2H?O（X為酸根）。2.重氮化工藝中溫度控制的具體要求及原因是什么？答案：溫度通?？刂圃?-5℃。原因：①重氮鹽在低溫下較穩(wěn)定，高溫（>10℃）易分解為酚類并釋放N?；②亞硝酸在高溫下易分解為NO、NO?，降低原料利用率；③低溫可抑制副反應（如偶合反應）發(fā)生。3.酸性介質(zhì)在重氮化反應中的作用有哪些？答案：①提供H?使亞硝酸分解為NO?（反應活性中間體）；②防止芳胺與重氮鹽發(fā)生偶合反應（酸性條件下芳胺以銨鹽形式存在，降低親核性）；③維持反應體系pH值，避免重氮氨基化合物提供。4.重氮化工藝安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應包含哪些關(guān)鍵監(jiān)測點？答案：①溫度監(jiān)測（反應釜內(nèi)溫、夾套水溫）；②壓力監(jiān)測（反應釜內(nèi)壓、廢氣系統(tǒng)壓力）；③攪拌器電流（防止攪拌失效導致物料混合不均）；④亞硝酸鈉進料流量（避免過量投加）；⑤pH值在線檢測（控制酸性條件）。5.重氮化廢水處理的主要步驟及原理是什么？答案：①分解殘余亞硝酸：加入尿素（CO(NH?)?）與HNO?反應提供CO?、N?和H?O，防止后續(xù)處理中發(fā)生氧化反應；②中和調(diào)節(jié)pH：用堿液將pH調(diào)至6-9，滿足生化處理要求；③去除有機物：通過混凝沉淀或活性炭吸附去除殘余芳胺類物質(zhì)；④生化處理：利用微生物降解溶解性有機物。6.如何預防重氮化過程中芳胺類物質(zhì)析出？答案：①控制反應體系pH值在1-3（強酸性條件下芳胺以銨鹽形式溶解）；②提高酸的濃度（如鹽酸濃度≥25%），增強芳胺溶解性；③適當提高反應溫度（但不超過10℃），利用溫度對溶解度的促進作用；④采用混合酸（如鹽酸+硫酸），通過協(xié)同效應提高溶解能力。四、計算題（每題6分，共12分）1.某重氮化反應需處理1000kg苯胺（C?H?NH?，分子量93），理論需要多少千克亞硝酸鈉（NaNO?，分子量69）？（反應式：C?H?NH?+NaNO?+2HCl→C?H?N?Cl+NaCl+2H?O）解：苯胺物質(zhì)的量=1000×103g/93g/mol≈10752.69mol由反應式可知，苯胺與亞硝酸鈉摩爾比為1:1，故NaNO?物質(zhì)的量=10752.69molNaNO?質(zhì)量=10752.69mol×69g/mol≈742,035g≈742.04kg答案：約742.04kg2.已知某重氮化反應的反應熱為-150kJ/mol（放熱），若每小時處理200mol苯胺，反應釜夾套冷卻水的流量為5m3/h，水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)，密度為1000kg/m3，求冷卻水需帶走的熱量及水溫升高值。解：每小時反應放熱=200mol×150kJ/mol=30,000kJ冷卻水質(zhì)量=5m3/h×1000kg/m3=5000kg/h水溫升高值ΔT=Q/(c×m)=30,000kJ/(4.18kJ/(kg·℃)×5000kg)≈1.43℃答案：需帶走30,000kJ熱量，水溫升高約1.43℃五、案例分析題（共13分）某化工廠在進行對硝基苯胺重氮化生產(chǎn)時，反應15分鐘后溫度從3℃升至12℃，同時檢測到pH值由2.5升至6.0，攪拌電流異常升高。請分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：①亞硝酸鈉進料速度過快，反應放熱超過冷卻能力，導致溫度上升；②鹽酸投加量不足，酸性條件被破壞，pH值升高；③芳胺（對硝基苯胺）在pH升高后以游離堿形式析出，物料粘度增大，攪拌阻力增加（電流升高）；④冷卻系統(tǒng)故障（如冷卻水流量不足、換熱器堵塞），無法及時散熱。處理措施：①立即停止亞硝酸鈉進料，切斷加熱源；②開啟應急冷卻水（如冷凍鹽水）