2025年重氮化工艺试题及答案

2025年重氮化工艺试题及答案一、单选题（每题2分，共40分）1.重氮化反应的机理是首先由无机酸与亚硝酸钠反应提供（）。A.亚硝酸B.硝酸C.硝酸钠答案：A解析：在重氮化反应中，无机酸（如盐酸等）与亚硝酸钠反应，提供亚硝酸，亚硝酸再与芳伯胺发生重氮化反应。硝酸和硝酸钠并非该反应第一步提供的物质。2.重氮化反应的温度一般控制在（）。A.0-5℃B.10-15℃C.20-25℃答案：A解析：重氮化反应通常需要在低温条件下进行，一般控制在0-5℃。这是因为重氮盐在较高温度下不稳定，容易分解，低温可以减少副反应的发生，提高重氮化反应的产率和选择性。3.以下哪种物质可作为重氮化反应的无机酸（）。A.醋酸B.盐酸C.碳酸答案：B解析：盐酸是重氮化反应中常用的无机酸。醋酸是有机酸，碳酸酸性较弱且不稳定，通常不作为重氮化反应的无机酸。盐酸能提供酸性环境，使亚硝酸钠转化为亚硝酸，从而促进重氮化反应的进行。4.重氮化反应中，亚硝酸钠的加料方式通常是（）。A.一次性加入B.缓慢滴加C.分多次快速加入答案：B解析：亚硝酸钠在重氮化反应中需要缓慢滴加。如果一次性加入或分多次快速加入，会导致局部亚硝酸浓度过高，使重氮盐分解，还可能引发副反应，影响反应的选择性和产率。缓慢滴加可以使反应平稳进行。5.重氮盐在（）条件下不稳定，易分解。A.酸性B.碱性C.中性答案：B解析：重氮盐在碱性条件下不稳定，容易发生分解反应。在酸性条件下，重氮盐相对稳定，有利于反应的进行和后续的应用。中性条件下重氮盐的稳定性介于酸性和碱性之间，但总体来说不如酸性条件稳定。6.重氮化反应属于（）反应类型。A.取代反应B.加成反应C.氧化还原反应答案：A解析：重氮化反应是芳伯胺与亚硝酸作用提供重氮盐的反应，本质上是氨基上的氢原子被重氮基（-N₂⁺）取代，属于取代反应。加成反应是指两个或多个分子相互作用，提供一个加成产物的反应；氧化还原反应是指有电子转移的化学反应，重氮化反应不属于这两种类型。7.下列芳伯胺中，重氮化反应活性最高的是（）。A.苯胺B.对硝基苯胺C.对甲基苯胺答案：C解析：芳伯胺的重氮化反应活性与苯环上的取代基有关。给电子基团（如甲基）能使苯环电子云密度增加，增强氨基的电子云密度，从而提高重氮化反应活性；吸电子基团（如硝基）会使苯环电子云密度降低，减弱氨基的电子云密度，降低重氮化反应活性。所以对甲基苯胺的重氮化反应活性最高，对硝基苯胺活性最低。8.重氮化反应中，若亚硝酸过量，可用（）除去。A.尿素B.盐酸C.氢氧化钠答案：A解析：当重氮化反应中亚硝酸过量时，可用尿素除去。尿素能与过量的亚硝酸反应，提供氮气、二氧化碳和水，从而消除过量的亚硝酸。盐酸是重氮化反应的反应物之一，不能用于除去亚硝酸；氢氧化钠会使溶液呈碱性，导致重氮盐分解，也不能用于除去亚硝酸。9.重氮盐与酚类发生偶合反应的条件是（）。A.强酸性B.弱酸性C.弱碱性答案：C解析：重氮盐与酚类发生偶合反应通常在弱碱性条件下进行。在弱碱性条件下，酚类以酚氧负离子的形式存在，其亲核性增强，有利于与重氮盐发生偶合反应。强酸性条件下不利于酚氧负离子的形成，弱酸性条件下反应活性也不如弱碱性条件。10.重氮化反应的副反应主要有（）。A.水解反应B.偶合反应C.以上都是答案：C解析：重氮化反应的副反应主要包括水解反应和偶合反应等。重氮盐在一定条件下可能发生水解反应，提供酚类等物质；同时，重氮盐也可能与未反应的芳伯胺或其他含活泼氢的物质发生偶合反应，提供偶氮化合物，这些副反应会降低重氮化反应的产率和产物纯度。11.重氮化工艺中，反应釜的材质一般选用（）。A.碳钢B.不锈钢C.陶瓷答案：B解析：重氮化工艺中，反应釜一般选用不锈钢材质。不锈钢具有良好的耐腐蚀性，能抵抗重氮化反应中使用的酸、亚硝酸等物质的腐蚀，保证反应的安全进行。碳钢易被腐蚀，陶瓷虽然耐腐蚀，但强度和加工性能不如不锈钢，不适合作为反应釜的主要材质。12.重氮盐的储存条件是（）。A.高温、干燥B.低温、避光C.常温、通风答案：B解析：重氮盐不稳定，在高温下容易分解，光照也会加速其分解。所以重氮盐应储存于低温、避光的环境中，以保证其稳定性。常温、通风和高温、干燥的条件都不利于重氮盐的储存。13.重氮化反应中，搅拌的作用不包括（）。A.使反应物充分混合B.提高反应温度C.加快反应速率答案：B解析：搅拌在重氮化反应中的作用主要是使反应物充分混合，使反应物分子能够更好地接触，从而加快反应速率。搅拌并不能提高反应温度，反应温度通常需要通过外部加热或冷却设备来控制。14.以下关于重氮化工艺安全措施的说法，错误的是（）。A.反应过程中不需要监测温度B.应设置泄漏应急处理装置C.操作人员应佩戴防护用品答案：A解析：重氮化反应对温度要求严格，温度过高会导致重氮盐分解，引发安全事故，所以反应过程中必须监测温度。设置泄漏应急处理装置可以在发生泄漏时及时处理，减少事故损失；操作人员佩戴防护用品可以保护自身安全，避免接触有毒有害的反应物和产物。15.重氮盐与芳胺发生偶合反应的活性顺序是（）。A.对位>邻位>间位B.邻位>对位>间位C.间位>对位>邻位答案：A解析：重氮盐与芳胺发生偶合反应时，偶合位置的活性顺序为对位>邻位>间位。这是由于电子效应和空间效应的影响，对位的电子云密度相对较高，空间位阻较小，有利于偶合反应的进行。16.重氮化反应中，亚硝酸钠的纯度要求一般为（）。A.≥90%B.≥95%C.≥98%答案：C解析：重氮化反应中，亚硝酸钠的纯度要求一般较高，通常要求≥98%。高纯度的亚硝酸钠可以保证反应的准确性和稳定性，减少杂质对反应的影响，提高重氮化反应的产率和产物质量。17.重氮化工艺中，尾气处理一般采用（）方法。A.直接排放B.吸收法C.燃烧法答案：B解析：重氮化工艺中产生的尾气通常含有有毒有害气体，不能直接排放。吸收法是常用的尾气处理方法，通过使用合适的吸收剂将尾气中的有害成分吸收，达到净化尾气的目的。燃烧法一般适用于处理可燃的尾气，重氮化工艺尾气不一定适合燃烧处理。18.重氮盐的化学性质活泼，可发生多种反应，以下不属于重氮盐反应的是（）。A.还原反应B.酯化反应C.置换反应答案：B解析：重氮盐可以发生还原反应，被还原为芳肼等物质；也可以发生置换反应，如重氮基被卤素、氰基等取代。而酯化反应是醇与酸作用提供酯和水的反应，重氮盐一般不发生酯化反应。19.重氮化反应中，若反应液颜色变深，可能的原因是（）。A.反应温度过低B.亚硝酸钠过量C.反应时间过短答案：B解析：重氮化反应中，若亚硝酸钠过量，会导致重氮盐进一步氧化或发生其他副反应，使反应液颜色变深。反应温度过低会使反应速率减慢，但一般不会使反应液颜色明显变深；反应时间过短可能导致反应不完全，但也不会直接导致反应液颜色变深。20.重氮化工艺中，反应结束后，剩余的亚硝酸钠应（）。A.直接排放B.妥善处理C.留作下次使用答案：B解析：亚硝酸钠是有毒有害物质，不能直接排放，会对环境造成污染。剩余的亚硝酸钠应妥善处理，如采用合适的方法将其转化为无害物质。由于亚硝酸钠在储存过程中可能会发生变质等情况，一般不建议留作下次使用。二、多选题（每题3分，共30分）1.重氮化反应的影响因素有（）。A.温度B.酸度C.加料方式D.反应物浓度答案：ABCD解析：温度对重氮化反应的速率和重氮盐的稳定性有重要影响，一般需控制在低温；酸度影响亚硝酸的提供和重氮盐的稳定性，合适的酸度是反应顺利进行的关键；加料方式（如亚硝酸钠的缓慢滴加）会影响反应的选择性和产率；反应物浓度也会影响反应速率和平衡，合适的反应物浓度能提高反应效率。2.重氮盐可以发生的反应有（）。A.偶合反应B.置换反应C.还原反应D.水解反应答案：ABCD解析：重氮盐可以与酚类、芳胺等发生偶合反应提供偶氮化合物；重氮基可以被卤素、氰基等取代，发生置换反应；能被还原为芳肼等物质，发生还原反应；在一定条件下还会发生水解反应提供酚类等。3.重氮化工艺的安全措施包括（）。A.严格控制反应温度B.防止亚硝酸钠泄漏C.加强通风D.配备消防器材答案：ABCD解析：严格控制反应温度可以防止重氮盐分解引发安全事故；防止亚硝酸钠泄漏，因为亚硝酸钠有毒，泄漏可能会对人员和环境造成危害；加强通风可以降低车间内有害气体的浓度，保障操作人员的健康；配备消防器材可以在发生火灾等事故时及时进行扑救。4.以下哪些物质可以作为重氮化反应的芳伯胺原料（）。A.苯胺B.对氨基苯磺酸C.邻甲苯胺D.间硝基苯胺答案：ABCD解析：苯胺、对氨基苯磺酸、邻甲苯胺和间硝基苯胺都含有氨基（-NH₂）且氨基直接与苯环相连，都属于芳伯胺，都可以作为重氮化反应的原料。5.重氮化反应中，常用的无机酸除盐酸外，还有（）。A.硫酸B.磷酸C.硝酸D.碳酸答案：ABC解析：硫酸、磷酸和硝酸都可以作为重氮化反应的无机酸，提供酸性环境使亚硝酸钠转化为亚硝酸。碳酸酸性较弱且不稳定，一般不作为重氮化反应的无机酸。6.重氮盐与酚类或芳胺发生偶合反应的条件包括（）。A.合适的pH值B.适当的温度C.反应物浓度D.反应时间答案：ABCD解析：合适的pH值是偶合反应进行的关键，如重氮盐与酚类偶合在弱碱性条件下，与芳胺偶合在弱酸性条件下；适当的温度可以保证反应速率和产物的稳定性；反应物浓度会影响反应的平衡和速率；反应时间也会影响偶合反应的程度和产物的产率。7.重氮化工艺中，可能产生的危险化学品有（）。A.亚硝酸钠B.重氮盐C.偶氮化合物D.盐酸答案：ABCD解析：亚硝酸钠是有毒有害物质；重氮盐不稳定，易分解产生危险；偶氮化合物有些具有毒性；盐酸具有腐蚀性，这些物质在重氮化工艺中都可能产生，需要妥善处理和防护。8.重氮化反应的副产物可能有（）。A.酚类B.偶氮化合物C.芳肼D.卤代芳烃答案：AB解析：重氮化反应的副产物主要包括酚类（重氮盐水解产生）和偶氮化合物（重氮盐与未反应的芳伯胺等发生偶合反应产生）。芳肼是重氮盐还原反应的产物，卤代芳烃是重氮盐置换反应的产物，但它们不属于重氮化反应的典型副产物。9.重氮化工艺中，反应釜的安全附件有（）。A.安全阀B.压力表C.温度计D.液位计答案：ABCD解析：安全阀可以在反应釜内压力过高时自动泄压，保证反应釜的安全；压力表用于监测反应釜内的压力；温度计用于测量反应温度；液位计用于监测反应釜内反应液的液位，这些安全附件对于保障重氮化工艺的安全运行都非常重要。10.以下关于重氮化工艺的说法正确的有（）。A.是一种重要的有机合成工艺B.可以制备多种有机化合物C.操作过程需要严格控制条件D.对环境没有影响答案：ABC解析：重氮化工艺是一种重要的有机合成工艺，可以用于制备偶氮化合物、芳肼、卤代芳烃等多种有机化合物。由于重氮盐的不稳定性和反应的复杂性，操作过程需要严格控制温度、酸度、加料方式等条件。但重氮化工艺中使用的亚硝酸钠等物质有毒有害，若处理不当会对环境造成影响，所以D选项错误。三、判断题（每题2分，共20分）1.重氮化反应只能在水溶液中进行。（×）解析：重氮化反应并非只能在水溶液中进行，在一些有机溶剂中也可以进行，只要能满足反应所需的条件。2.重氮盐在任何条件下都很稳定。（×）解析：重氮盐不稳定，在碱性条件、高温、光照等条件下容易分解。3.重氮化反应中，亚硝酸钠的用量越多越好。（×）解析：亚硝酸钠过量会导致副反应增加，使反应液颜色变深，还可能引发安全问题，所以不是用量越多越好，应根据反应的需要准确控制用量。4.重氮盐与芳胺的偶合反应只能在酸性条件下进行。（×）解析：重氮盐与芳胺的偶合反应通常在弱酸性条件下进行，但并不是只能在酸性条件下，不同的芳胺和反应体系可能有不同的适宜条件。5.重氮化工艺中，反应釜不需要进行定期维护。（×）解析：反应釜需要进行定期维护，以保证其正常运行和安全性，如检查设备的腐蚀情况、安全附件的性能等。6.重氮化反应的产物只有重氮盐。（×）解析：重氮化反应除了提供重氮盐外，还可能产生副产物，如酚类、偶氮化合物等。7.重氮盐可以与醇类发生偶合反应。（×）解析：重氮盐一般不与醇类发生偶合反应，主要与酚类、芳胺等发生偶合反应。8.重氮化工艺中，尾气可以直接排放到大气中。（×）解析：重氮化工艺产生的尾气含有有毒有害气体，不能直接排放，需要进行处理后达标排放。9.重氮化反应中，反应温度越高，反应速率越快，产率也越高。（×）解析：重氮化反应中，温度过高会使重氮盐分解，导致产率降低，一般需要在低温下进行反应，虽然温度升高会加快反应速率，但同时也会增加副反应的发生。10.重氮化工艺中，操作人员不需要佩戴防护用品。（×）解析：重氮化工艺中使用的亚硝酸钠、盐酸等物质具有毒性和腐蚀性，操作人员必须佩戴防护用品，如防护手套、防毒面具等，以保障自身安全。四、简答题（每题10分，共10分）1.简述重氮化反应的基本原理和主要步骤。答：重氮化反应的基本原理是芳伯胺在无机酸（如盐酸、硫酸等）存在下，与亚硝酸钠反应提供重氮盐。其反应过程如下：首先无机