2025年重氮化工艺备考押题卷及答案

2025年重氮化工艺备考押题卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分。每题只有1个正确选项）1.重氮化反应的本质是芳香族伯胺与（）反应生成重氮盐的过程。A.硝酸B.亚硝酸C.硫酸D.盐酸答案：B2.工业生产中，重氮化反应常用的酸介质是（）。A.浓硫酸B.浓硝酸C.稀盐酸或稀硫酸D.磷酸答案：C3.重氮化反应的最佳温度控制范围通常为（）。A.5~0℃B.0~5℃C.10~15℃D.20~25℃答案：B4.重氮化反应中，若pH值过高（弱酸性或中性），可能导致的主要风险是（）。A.重氮盐分解B.胺类物质挥发C.亚硝酸钠过量D.反应速率过慢答案：A（pH过高时，重氮盐易与未反应的胺生成重氮氨基化合物，稳定性下降）5.下列物质中，不属于重氮化工艺典型原料的是（）。A.苯胺B.对硝基苯胺C.苯酚D.邻甲苯胺答案：C（苯酚是偶合反应原料，非重氮化原料）6.重氮化反应中，亚硝酸钠的加料方式应采用（）。A.一次性快速加入B.分批缓慢加入C.与酸混合后加入D.加热溶解后加入答案：B（缓慢加入可控制反应速率，避免亚硝酸过量分解）7.重氮化反应器的材质通常优先选用（）。A.普通碳钢B.搪瓷或不锈钢C.玻璃D.聚四氟乙烯答案：B（耐酸腐蚀且导热性好）8.重氮化工艺中，若检测到反应液中亚硝酸过量，应立即加入（）中和。A.尿素B.氢氧化钠C.碳酸钠D.氯化钠答案：A（尿素可与过量亚硝酸反应生成氮气和二氧化碳，消除风险）9.重氮化反应的主要放热阶段发生在（）。A.酸介质配制时B.胺类物质溶解时C.亚硝酸钠滴加过程中D.反应结束后答案：C（亚硝酸钠与胺类在酸性条件下反应释放大量热量）10.重氮化工艺中，尾气的主要有害成分是（）。A.NOxB.SO2C.H2SD.CO答案：A（亚硝酸分解或反应不完全会生成氮氧化物）11.重氮化反应失控的典型表现不包括（）。A.反应温度急剧上升B.反应器压力突然增大C.反应液颜色变浅D.尾气排放量异常增加答案：C（失控时反应剧烈，颜色可能加深或产生沉淀）12.下列关于重氮化工艺安全联锁的描述，错误的是（）。A.应设置温度超限联锁停车B.应设置搅拌故障联锁停车C.无需设置pH值联锁D.应设置亚硝酸钠流量联锁答案：C（pH值直接影响反应稳定性，需设置联锁）13.重氮化反应结束后，若需长时间存放重氮盐溶液，应（）。A.升温至30℃以上B.调节pH至中性C.低温（<5℃）避光保存D.通入空气氧化答案：C（低温避光可抑制重氮盐分解）14.重氮化工艺中，苯胺的急性毒性主要危害是（）。A.灼伤皮肤B.破坏红细胞（高铁血红蛋白症）C.致癌D.神经毒性答案：B（苯胺可使血红蛋白失去携氧能力）15.下列不属于重氮化工艺重点监控参数的是（）。A.反应釜内温度B.亚硝酸钠进料流量C.车间湿度D.反应釜内压力答案：C（湿度非直接影响反应的关键参数）二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题有2~4个正确选项，错选、漏选均不得分）1.重氮化工艺的主要危险物质包括（）。A.苯胺（易燃有毒）B.亚硝酸钠（强氧化剂）C.盐酸（腐蚀）D.重氮盐（不稳定易分解）答案：ABCD2.重氮化反应温度过高（>10℃）可能导致的后果有（）。A.亚硝酸钠分解产生NOxB.重氮盐分解爆炸C.反应速率过慢D.胺类物质挥发损失答案：ABD（温度过高会加速反应和分解，而非减慢）3.重氮化工艺的安全控制措施包括（）。A.配备紧急冷却系统B.设置反应釜泄爆装置C.实时监测pH值D.采用连续化生产工艺答案：ABCD4.下列关于亚硝酸钠储存的说法，正确的是（）。A.应与还原剂、有机物分开存放B.需防潮防晒C.可用铁桶密封储存D.可与酸类混放答案：ABC（亚硝酸钠与酸接触易分解，需隔离）5.重氮化反应过程中，搅拌失效的危害包括（）。A.局部温度过高B.原料混合不均C.重氮盐局部浓度过高D.反应速率加快答案：ABC（搅拌失效会导致局部反应剧烈，而非整体速率加快）6.重氮化工艺尾气处理的常用方法有（）。A.碱液吸收（NaOH溶液）B.活性炭吸附C.催化还原（如NH3还原NOx）D.直接排放答案：ABC（直接排放违法且污染环境）7.重氮化反应原料配比不当的风险包括（）。A.胺类过量导致重氮盐分解B.亚硝酸钠过量导致副反应C.酸量不足导致pH过高D.酸量过多导致设备腐蚀答案：ABCD8.下列属于重氮化工艺事故类型的有（）。A.爆炸（重氮盐分解）B.中毒（苯胺泄漏）C.灼伤（盐酸飞溅）D.触电（设备漏电）答案：ABC（触电非工艺特有事故）9.重氮化工艺操作中，需佩戴的个人防护装备包括（）。A.防酸碱手套B.护目镜C.过滤式防毒面具（防有机蒸气）D.隔热服答案：ABC（隔热服非必须，除非高温操作）10.重氮化反应失控的应急处置措施包括（）。A.立即停止加料B.开启紧急冷却系统C.向反应釜内加入抑制剂（如尿素）D.撤离现场人员答案：ABCD三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.重氮化反应的通式可表示为：ArNH₂+NaNO₂+2HCl→______+NaCl+2H₂O（Ar代表芳香基）。答案：ArN₂Cl2.重氮化工艺中，亚硝酸钠的分解温度约为______℃，高温下会分解为Na₂O、NO和O₂。答案：3203.重氮盐的稳定性随芳香环上取代基的不同而变化，若芳香环上有______（填“吸电子”或“给电子”）基团（如NO₂），重氮盐更稳定。答案：吸电子4.重氮化反应中，酸的作用除了提供H⁺外，还能______（防止胺类与重氮盐反应生成重氮氨基化合物）。答案：维持强酸性环境5.连续重氮化工艺相比间歇工艺的主要优势是______（减少物料累积，降低失控风险）。答案：反应过程更可控6.重氮化反应器的搅拌形式通常选用______（如推进式或锚式），以确保物料混合均匀。答案：桨式7.重氮化工艺中，若检测到反应液中亚硝酸钠不足，应______（缓慢补加，避免过量）。答案：缓慢补加亚硝酸钠溶液8.重氮盐溶液的储存时间一般不超过______（过长易分解），特殊情况需低温避光保存。答案：24小时9.重氮化工艺中，苯胺的MAC（工作场所最高容许浓度）为______mg/m³（GBZ2.12019）。答案：310.重氮化反应的热失控临界温度是指______（反应放热速率超过散热速率，导致温度自发上升的温度）。答案：反应放热速率等于散热速率时的温度四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述重氮化反应的机理（分两步说明）。答案：第一步：芳香族伯胺（ArNH₂）在酸性条件下质子化，生成铵盐（ArNH₃⁺Cl⁻）；第二步：质子化的胺与亚硝酸（HNO₂，由NaNO₂与酸反应生成）反应，脱去一分子水，生成重氮盐（ArN₂⁺Cl⁻）。2.为什么重氮化反应需要严格控制温度？答案：①温度过高（>5℃）会导致亚硝酸（HNO₂）分解（2HNO₂→NO↑+NO₂↑+H₂O），降低原料利用率；②温度过高会加速重氮盐分解（ArN₂⁺→Ar⁺+N₂↑），可能引发爆炸；③低温（0~5℃）可抑制副反应（如重氮氨基化合物生成），提高产物收率。3.列举重氮化工艺中尾气的主要成分及处理方法。答案：主要成分：NO、NO₂（氮氧化物，NOx）、HCl（酸雾）、苯胺蒸气（若挥发）。处理方法：①碱液吸收（用NaOH溶液吸收NOx，反应式：NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O）；②酸雾用除雾器或水喷淋回收；③苯胺蒸气用活性炭吸附或冷凝回收；④处理后的尾气需检测达标（GB315712015）后排放。4.简述重氮化反应过程中搅拌失效的应急处置步骤。答案：①立即停止亚硝酸钠和酸的加料；②开启备用搅拌或手动辅助搅拌（若设备允许）；③监测反应温度，若温度持续上升，启动紧急冷却系统（如投加冷冻盐水）；④若温度失控（>10℃），向反应釜内加入尿素溶液中和过量亚硝酸；⑤疏散无关人员，做好防火防爆准备；⑥故障排除后，逐步恢复搅拌并继续反应（需重新检测物料配比）。5.重氮化工艺中，原料亚硝酸钠的储存需要注意哪些安全事项？答案：①储存于阴凉、干燥、通风的库房，远离火种、热源；②与还原剂（如硫化钠）、有机物（如苯胺）、酸类（如盐酸）隔离存放，防止反应；③包装密封，防止吸潮（吸潮后易结块，影响加料均匀性）；④储存区应备有泄漏应急处理设备（如沙土、中和剂）和合适的收容材料；⑤标识清晰，设置“氧化剂”“有毒”等警示标志；⑥定期检查包装完整性，防止泄漏。五、计算题（共2题，每题10分，共20分）1.某重氮化反应需用苯胺（C₆H₅NH₂，分子量93）为原料，计划生产1000kg重氮盐（ArN₂Cl，假设Ar为苯基，分子量143.5）。已知反应转化率为95%，计算理论需要的亚硝酸钠（NaNO₂，分子量69）的用量（保留2位小数）。答案：反应方程式：C₆H₅NH₂+NaNO₂+2HCl→C₆H₅N₂Cl+NaCl+2H₂O摩尔比：1:1:2→1:1:1（重氮盐）重氮盐的物质的量=1000kg/143.5g/mol=1000×10³g/143.5g/mol≈6969.90mol由于转化率为95%，实际需要的苯胺物质的量=6969.90mol/0.95≈7336.74mol根据摩尔比，亚硝酸钠的物质的量=苯胺物质的量=7336.74mol亚硝酸钠的质量=7336.74mol×69g/mol=7336.74×69≈506,235.06g≈506.24kg2.某重氮化反应釜内物料总质量为2000kg，比热容为3.5kJ/(kg·℃)。正常反应时，若搅拌失效导致反应放热速率为150kW（1kW=1kJ/s），且散热速率仅为50kW，计算30秒后物料温度升高多少℃（假设无物料相变）。答案：净放热速率=150kW50kW=100kW=100kJ/s30秒内净放热量=100kJ/s×30s=3000kJ温度升高值ΔT=热量/(质量×比热容)=3000kJ/(2000kg×3.5kJ/(kg·℃))≈3000/7000≈0.43℃六、综合分析题（共1题，20分）背景：某化工企业采用间歇重氮化工艺生产对硝基苯重氮盐。2024年8月，操作工人未按规程提前开启冷冻盐水（反应釜初始温度8℃），并在10分钟内快速加完亚硝酸钠溶液（正常需30分钟）。反应5分钟后，釜内温度升至15℃，压力开始上升；10分钟后，温度骤升至35℃，伴随大量红棕色气体（NO₂）喷出，最终发生爆炸，造成2人重伤。问题：（1）分析该事故的直接原因和间接原因；（2）提出针对性的预防措施。答案：（1）事故原因分析：直接原因：①初始温度过高（8℃>5℃），未开启冷冻盐水，反应起始条件失控；②亚硝酸钠加料过快（10分钟完成，正常30分钟），导致反应速率剧烈，放热集中；③温度监测与联锁失效（温度升至15℃时未触发停车），未能及时控制；④重氮盐因高温分解（>10℃开始分解，35℃时剧烈分解），产生N₂和NOx，导致压力骤增爆炸。间接原因：①操作工人未严格执行工艺规程（未提前开启冷冻盐水、加料速度过快）；②企业安全培训不到位，工人对重氮化反应的温度敏感性认知不足；③反应釜安全联锁装置（温度超限联锁）未投用或故障，缺乏自动控制手段；④应急预案不完善，未针对温度异常制定有效的应急处置措施。（2）预防措施：①