光氣及光氣化考試試題及答案解析一、單項選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.光氣（COCl?）在常溫常壓下的狀態(tài)是（）A.無色氣體，有爛蘋果味B.淡黃色液體，無味C.無色液體，有窒息性氣味D.白色固體，易升華答案：C解析：光氣常溫下為無色液體，沸點8.2℃，易揮發(fā)，具有窒息性霉草味，高毒。2.下列關(guān)于光氣工業(yè)合成路線的敘述，正確的是（）A.以甲烷和氯氣光照氯化制得B.以CO和Cl?在活性炭催化下合成C.以甲醇與氯化氫酯化后熱裂解D.以甲苯側(cè)鏈氯化后水解答案：B解析：工業(yè)上采用CO與Cl?在固定床活性炭催化、50–150℃條件下合成光氣，反應(yīng)放熱，轉(zhuǎn)化率>98%。3.光氣化反應(yīng)中，羥基化合物首先生成的中間體是（）A.氯甲酸酯B.氨基甲酰氯C.碳酸酯D.酰氯答案：A解析：ROH+COCl?→ROCOCl+HCl，氯甲酸酯為可分離中間體，繼續(xù)與第二分子ROH得碳酸酯。4.光氣急性中毒的主要靶器官是（）A.肝臟B.肺C.腎臟D.骨髓答案：B解析：光氣損傷肺泡毛細血管膜，導(dǎo)致通透性肺水腫，潛伏期2–24h，死亡多因急性呼吸窘迫綜合征。5.下列哪項不是光氣泄漏現(xiàn)場應(yīng)急處置要點（）A.立即開啟強制通風(fēng)B.用NaHCO?水幕噴淋C.穿A級防化服進入核心區(qū)D.用酸堿滅火器直接噴射答案：D解析：光氣遇水緩慢水解，酸堿滅火器無效且可能擴散毒霧，應(yīng)使用霧狀水、氨水或乙醇胺噴淋。6.光氣化工藝中，最常用的惰性溶劑是（）A.水B.甲苯C.二氯甲烷D.N甲基吡咯烷酮答案：C解析：二氯甲烷惰性、低沸點，易回收，且對光氣溶解度大，是光氣化首選溶劑。7.光氣與苯胺反應(yīng)生成（）A.苯基異氰酸酯B.二苯基脲C.苯甲酰氯D.N苯基氨基甲酰氯答案：B解析：2PhNH?+COCl?→PhNHCONHPh+2HCl，過量胺捕酸，主產(chǎn)物為二苯基脲。8.光氣在空氣中的嗅閾約為（）A.0.01ppmB.0.5ppmC.5ppmD.50ppm答案：B解析：多數(shù)人0.3–0.9ppm可嗅出，但嗅閾遠高于8h職業(yè)接觸限值0.1ppm，不可依賴嗅覺預(yù)警。9.光氣水解產(chǎn)物為（）A.CO+HClB.CO?+HClC.CO?+Cl?D.CO+H?答案：B解析：COCl?+H?O→CO?+2HCl，反應(yīng)緩慢，加熱或堿性條件加速。10.下列哪種分析技術(shù)可直接在線監(jiān)測光氣濃度（）A.傅里葉紅外（FTIR）B.紫外可見分光光度法C.氣相色譜質(zhì)譜（GCMS）D.離子色譜答案：A解析：FTIR可在1820cm?1處檢測C=Cl伸縮，響應(yīng)時間<30s，適用于尾氣管線在線監(jiān)測。11.光氣化反應(yīng)中，加入叔胺的作用是（）A.催化劑B.縛酸劑C.還原劑D.光敏劑答案：B解析：叔胺與副產(chǎn)HCl成鹽，推動平衡向右，提高收率并抑制副反應(yīng)。12.光氣儲運容器應(yīng)貼的主危險標志為（）A.易燃氣體B.毒性氣體C.腐蝕性D.氧化劑答案：B解析：GB30000.18劃分光氣為急性毒性類別1，氣瓶運輸主危險為毒性氣體。13.光氣與乙二醇反應(yīng)可制備（）A.碳酸乙烯酯B.乙二醇雙氯甲酸酯C.碳酸二甲酯D.聚碳酸酯預(yù)聚體答案：A解析：HOCH?CH?OH+COCl?→(CH?O)?CO+2HCl，產(chǎn)物為碳酸乙烯酯，鋰電池電解液原料。14.光氣化工藝安全聯(lián)鎖中，下列參數(shù)最常采用“二取二”冗余的是（）A.反應(yīng)溫度B.攪拌電流C.冷卻水流量D.光氣儲罐液位答案：C解析：冷卻失效導(dǎo)致失控風(fēng)險最高，冷卻水流量采用雙電磁流量計“二取二”聯(lián)鎖切斷進料。15.光氣職業(yè)接觸限值（OEL，8hTWA）我國現(xiàn)行標準為（）A.0.01ppmB.0.05ppmC.0.1ppmD.0.5ppm答案：C解析：GBZ2.12019規(guī)定MAC0.5mg/m3（≈0.1ppm），嚴于OSHA0.1ppmceiling。16.光氣化反應(yīng)釜攪拌軸密封宜選用（）A.單端面機械密封B.雙端面機械密封+隔離液C.填料密封D.磁力驅(qū)動答案：D解析：磁力驅(qū)動無軸貫穿，實現(xiàn)零泄漏，適用于劇毒介質(zhì)，API682Plan53B亦可，但磁力更優(yōu)。17.光氣與二甲胺反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)熱裂解可得（）A.二甲基甲酰胺B.二甲基乙酰胺C.二甲基異氰酸酯D.四甲基脲答案：C解析：(CH?)?NH+COCl?→(CH?)?NCOCl+HCl，加熱脫HCl得(CH?)?NCO，即二甲基異氰酸酯。18.光氣化裝置區(qū)域應(yīng)設(shè)置的風(fēng)向標顏色為（）A.紅色B.橙色C.黃色D.藍綠熒光答案：D解析：HG/T20570.13規(guī)定劇毒區(qū)域風(fēng)向標為藍綠熒光，夜間可見，便于疏散。19.光氣鋼瓶閥門出口螺紋為（）A.左旋外螺紋B.右旋外螺紋C.左旋內(nèi)螺紋D.右旋內(nèi)螺紋答案：A解析：GB15382規(guī)定劇毒氣體采用左旋外螺紋，防止誤接。20.光氣化反應(yīng)尾氣破壞塔常用吸收液為（）A.5%NaOHB.15%乙醇胺C.飽和石灰水D.98%硫酸答案：B解析：乙醇胺與光氣反應(yīng)生成穩(wěn)定脲衍生物，無Cl?副產(chǎn)，堿液易生成CO?堵塞填料。21.光氣與氨基酸反應(yīng)制備N羧酸酐（NCA）時，需控制pH（）A.<1B.3–4C.7–8D.>11答案：B解析：酸性條件抑制氨基酸羧基成鹽，同時避免光氣快速水解，pH3–4最宜。22.光氣化裝置安全儀表等級（SIL）通常要求（）A.SIL1B.SIL2C.SIL3D.SIL4答案：C解析：光氣釋放量>5kg即重大危險源，SIF需SIL3，平均要求危險失效概率<10?3/年。23.光氣與苯酚反應(yīng)生成碳酸二苯酯（DPC）的催化劑為（）A.三乙胺B.吡啶C.四丁基溴化銨D.無需催化劑答案：D解析：苯酚親核性強，常溫即可與光氣定量反應(yīng)，無需催化劑，產(chǎn)物DPC是聚碳酸酯單體。24.光氣泄漏后，人員佩戴的濾毒罐型號為（）A.3號（褐）B.4號（灰）C.7號（黃）D.COP3答案：B解析：GB2890規(guī)定4號濾毒罐防酸性氣體與有機蒸氣，對光氣有效，使用時間≤30min。25.光氣化反應(yīng)中，若原料含0.1%水，會導(dǎo)致（）A.反應(yīng)速率加快B.收率提高C.副產(chǎn)CO?增加D.產(chǎn)物顏色加深答案：C解析：水與光氣生成CO?，消耗光氣并放熱，增加尾氣負荷，可能觸發(fā)超壓聯(lián)鎖。26.光氣與三光氣（BTC）相比，下列說法錯誤的是（）A.BTC固體，運輸安全B.BTC分解三分子光氣，需三倍胺C.BTC反應(yīng)溫和，易控制D.BTC可替代光氣制備異氰酸酯答案：B解析：BTC(C?Cl?O?)分解僅生成三分子光氣，但縛酸劑用量仍按總HCl計，與光氣相同。27.光氣化反應(yīng)釜材質(zhì)優(yōu)先選用（）A.304不銹鋼B.316L不銹鋼C.哈氏C276D.搪玻璃答案：D解析：搪玻璃耐光氣、HCl腐蝕，且避免金屬離子催化副反應(yīng)，造價低于哈氏合金。28.光氣與氨水反應(yīng)產(chǎn)物為（）A.尿素B.氨基甲酸銨C.氰酸銨D.碳酸銨答案：A解析：COCl?+4NH?→(NH?)?CO+2NH?Cl，最終得尿素。29.光氣化裝置區(qū)氣體探測器校準氣應(yīng)選用（）A.空氣中COCl?10ppmB.N?中COCl?10ppmC.空氣中CO50ppmD.N?中Cl?10ppm答案：B解析：光氣不穩(wěn)定，校準氣需用N?平衡，低溫避光保存，有效期6個月。30.光氣化反應(yīng)熱約為（）A.–10kJ/molB.–50kJ/molC.–110kJ/molD.–220kJ/mol答案：C解析：CO+Cl?→COCl?ΔH≈–110kJ/mol，屬強放熱，需嚴格溫控。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）31.下列屬于光氣化工藝本質(zhì)安全化措施的有（）A.在線生成光氣，即時消耗B.采用微通道反應(yīng)器C.提高反應(yīng)溫度至120℃D.用三光氣替代光氣E.增大攪拌功率答案：A、B、D解析：即時生成消耗、微通道強化傳熱、BTC固態(tài)化均降低存量；高溫與攪拌功率增加風(fēng)險。32.光氣對人體毒理作用包括（）A.抑制細胞色素氧化酶B.破壞肺泡表面活性物質(zhì)C.引起脂質(zhì)過氧化D.與血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白E.激活炎癥小體NLRP3答案：B、C、E解析：光氣非氰化物樣呼吸鏈抑制，也不與Hb結(jié)合，主要損傷膜結(jié)構(gòu)并觸發(fā)炎癥。33.光氣化尾氣的破壞技術(shù)有（）A.乙醇胺吸收B.催化水解C.高溫焚燒（>1100℃）D.活性炭吸附E.堿液噴淋答案：A、B、C、E解析：活性炭易飽和且再生困難，不推薦作尾氣終端處理。34.光氣儲罐安全附件包括（）A.爆破片B.安全閥C.阻火器D.負壓呼吸閥E.遠程緊急切斷閥答案：A、B、E解析：光氣不燃，無需阻火器；常溫液化儲存，負壓閥非必需。35.光氣化反應(yīng)中，可能產(chǎn)生的副產(chǎn)物有（）A.二氯甲烷B.氯甲酸酯聚合物C.烷基氯D.異氰酸酯三聚體E.碳酰氯酯答案：B、C、D解析：氯甲酸酯可聚合；過量光氣導(dǎo)致烷基氯；異氰酸酯高溫三聚。36.光氣泄漏后，現(xiàn)場檢測可采用（）A.對硝基苯基吡啶正丁胺試紙B.紅外遙測儀C.電化學(xué)傳感器D.紫外光離子化檢測器（PID）E.檢氣管答案：A、B、E解析：電化學(xué)易Cl?交叉干擾，PID對光氣響應(yīng)低，試紙與檢氣管專屬性好。37.光氣化裝置DCS聯(lián)鎖邏輯觸發(fā)條件包括（）A.反應(yīng)溫度高高位B.冷卻水流量低低C.攪拌停止D.光氣儲罐液位低E.尾氣破壞塔pH低答案：A、B、C解析：液位低不觸發(fā)聯(lián)鎖；pH低報警但不直接切斷進料。38.光氣與二元醇反應(yīng)可制備（）A.聚碳酸酯低聚物B.環(huán)狀碳酸酯C.氯甲酸羥基酯D.二氯甲烷E.聚氨酯答案：A、B、C解析：需二胺才得聚氨酯；二氯甲烷為溶劑非產(chǎn)物。39.光氣化工藝HAZOP分析常見偏差有（）A.無攪拌B.高水位C.高光氣流量D.低反應(yīng)溫度E.冷卻水反向答案：A、C、D、E解析：水位偏差主要涉及水解副反應(yīng)，但“高水位”非主導(dǎo)偏差。40.光氣運輸應(yīng)遵守的法規(guī)包括（）A.聯(lián)合國橙皮書B.IMDGCodeC.RIDD.ADRE.ICAOTI答案：A、B、C、D、E解析：光氣UN1076，屬2.3類有毒氣體，海陸空運輸均受上述法規(guī)約束。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.光氣比空氣輕，泄漏后向上擴散。（）答案：×解析：光氣分子量98.9，密度3.5g/L，約為空氣2.4倍，貼地擴散。42.光氣化反應(yīng)可在玻璃燒瓶內(nèi)常壓進行。（）答案：×解析：玻璃微負壓可行，但常壓大量反應(yīng)光氣逸出風(fēng)險高，需密閉體系。43.光氣與乙醇反應(yīng)先得到氯甲酸乙酯，再與乙醇得碳酸二乙酯。（）答案：√解析：兩步親核取代，經(jīng)典酯化路線。44.光氣泄漏后，用漂白粉撒布地面可完全解毒。（）答案：×解析：漂白粉有效但反應(yīng)慢且放Cl?，需配合噴水并收集廢渣。45.光氣在干燥條件下對碳鋼腐蝕極微。（）答案：√解析：無水光氣腐蝕性低，一旦遇水生成HCl則腐蝕加劇。46.光氣化反應(yīng)采用半間歇操作可降低累積風(fēng)險。（）答案：√解析：光氣緩慢通入，羥基化合物預(yù)先投料，減少光氣存量。47.光氣與胺反應(yīng)生成異氰酸酯屬于消除反應(yīng)。（）答案：×解析：為取代消除兩步，總結(jié)果稱羰基化脫氯化氫。48.光氣屬于《劇毒化學(xué)品目錄》（2022版）序號1。（）答案：√解析：序號1即光氣，臨界量5kg，構(gòu)成一級重大危險源。49.光氣與水反應(yīng)速率隨溫度升高而降低。（）答案：×解析：水解活化能約50kJ/mol，溫度每升高10℃速率翻倍。50.光氣化裝置必須設(shè)置不少于兩套獨立緊急停車系統(tǒng)。（）答案：√解析：依據(jù)《危險化學(xué)品建設(shè)項目安全設(shè)施目錄》，劇毒氣體裝置需冗余ESD。四、填空題（每空1分，共20分）51.光氣化學(xué)式為________，分子中C=O鍵長約為________nm。答案：COCl?，0.11852.光氣工業(yè)合成反應(yīng)溫度通常控制在________℃，催化劑為________。答案：50–150，活性炭53.光氣8hTWA職業(yè)接觸限值我國為________mg/m3，對應(yīng)約________ppm。答案：0.5，0.154.光氣化反應(yīng)常用縛酸劑________，其與HCl生成________鹽。答案：三乙胺，三乙胺鹽酸鹽55.光氣泄漏后，人員向上風(fēng)向撤離至少________m，并佩戴________防護等級呼吸器。答案：300，A級（自給式）56.光氣化尾氣破壞塔吸收液溫度控制在________℃以下，防止光氣________。答案：40，熱解57.光氣與________反應(yīng)可制得MDI，其化學(xué)名稱為________。答案：4,4'二氨基二苯甲烷，二苯基甲烷二異氰酸酯58.光氣化微通道反應(yīng)器水力直徑一般小于________mm，特征反應(yīng)時間小于________s。答案：1，159.光氣鋼瓶檢驗周期為________年，首次使用________年后需全面檢驗。答案：2，560.光氣化裝置區(qū)域需設(shè)置________色警示線，其寬度不小于________cm。答案：紅，10五、簡答題（每題5分，共30分）61.簡述光氣急性中毒的臨床分期及主要表現(xiàn)。答案：（1）刺激期：立即眼、呼吸道刺激，咳嗽、胸悶，可檢出肺部啰音；（2）潛伏期：癥狀暫時緩解，2–24h，易被忽視；（3）肺水腫期：進行性呼吸困難、紫紺、泡沫痰，X線示蝶形陰影；（4）恢復(fù)期或惡化期：輕者1–2周吸收，重者并發(fā)感染、ARDS，死亡高峰在24–48h。62.說明光氣化工藝采用“即時生成即時消耗”模式的原理及優(yōu)勢。答案：原理：將CO與Cl?在微反應(yīng)器內(nèi)瞬時合成光氣，并立即與下游胺/醇混合反應(yīng)，光氣停留時間<0.1s，無累積。優(yōu)勢：①存量<1g，突破重大危險源臨界量；②泄漏概率降兩個數(shù)量級；③反應(yīng)熱可原位移除，溫度波動<2℃；④設(shè)備體積減至傳統(tǒng)1/100，實現(xiàn)本質(zhì)安全。63.寫出光氣與正丁醇制備碳酸二正丁酯的完整反應(yīng)式，并指出關(guān)鍵控制參數(shù)。答案：2nC?H?OH+COCl?→(nC?H?O)?CO+2HCl關(guān)鍵參數(shù)：溫度25–35℃，常壓，n(醇):n(光氣)=2.1:1，縛酸劑三乙胺過量5%，攪拌轉(zhuǎn)速200rpm，反應(yīng)時間30min，終點pH6–7。64.列舉光氣化裝置HAZOP分析中“高溫度”可能導(dǎo)致的后果及現(xiàn)有保護措施。答案：后果：①光氣分解加速，副產(chǎn)CO?超壓；②溶劑二氯甲烷汽化，壓力驟升；③異氰酸酯聚合堵塞管道。保護措施：①雙溫度傳感器2oo3聯(lián)鎖切斷Cl?進料；②冷卻水流量低低聯(lián)鎖；③爆破片+安全閥雙泄放；④反應(yīng)釜夾套氮氣補壓穩(wěn)沸點。65.說明光氣泄漏后，如何用乙醇胺吸收液進行應(yīng)急洗消，并給出反應(yīng)式。答案：用15%乙醇胺水溶液噴霧，液滴100–200μm，接觸時間>0.5s，反應(yīng)如下：COCl?+2H?NCH?CH?OH→H?NCH?CH?OCONHCH?CH?