2026年重氮化工艺实操考试题带答案

2026年重氮化工艺实操考试题带答案1.单选题（每题1分，共20分）1.1重氮化反应最常用的无机酸是A.盐酸  B.硫酸  C.磷酸  D.硝酸答案：A1.2苯胺重氮化时，温度超过15℃最易发生的副反应是A.偶合  B.水解  C.氧化  D.脱氨基答案：A1.3工业上连续重氮化常采用的反应器类型是A.釜式  B.管式  C.塔式  D.微通道答案：B1.4重氮盐在干燥状态下受热或撞击会发生A.聚合  B.爆炸  C.水解  D.异构化答案：B1.5下列哪种芳胺最难重氮化A.对硝基苯胺  B.对甲氧基苯胺  C.2,4-二硝基苯胺  D.对氯苯胺答案：C1.6重氮化终点常用检测试剂是A.淀粉-KI  B.酚酞  C.甲基橙  D.溴甲酚绿答案：A1.7重氮化反应中，亚硝酸钠微过量时，淀粉-KI试纸呈A.无色  B.蓝色  C.红色  D.黄色答案：B1.8重氮盐水解生成酚的最佳pH范围是A.1–2  B.3–4  C.6–7  D.9–10答案：D1.9下列哪种溶剂最适合低温保存重氮盐A.水  B.乙醇  C.丙酮  D.乙二醇单甲醚答案：A1.10重氮化反应中，若酸用量不足，会生成A.重氮氨基化合物  B.偶氮染料  C.氧化偶氮苯  D.苯酚答案：A1.11重氮化反应釜材质优先选用A.碳钢  B.304不锈钢  C.搪玻璃  D.钛材答案：C1.12重氮化尾气中NOx治理最常用的吸收液是A.NaOH  B.尿素溶液  C.Na2CO3  D.氨水答案：B1.13重氮盐与β-萘酚偶合的最佳温度是A.0–5℃  B.15–20℃  C.30–35℃  D.50–55℃答案：A1.14重氮化反应中，搅拌桨型式宜选A.锚式  B.推进式  C.涡轮式  D.螺带式答案：C1.15下列哪种重氮盐最稳定A.对硝基苯重氮盐  B.对磺酸基苯重氮盐  C.对甲苯重氮盐  D.对氨基苯甲酸重氮盐答案：B1.16重氮化反应加料顺序正确的是A.胺→酸→亚硝酸钠  B.酸→胺→亚硝酸钠  C.亚硝酸钠→酸→胺  D.胺→亚硝酸钠→酸答案：B1.17重氮化反应中，若发现淀粉-KI试纸瞬间变黑，应A.继续加料  B.停止加料并降温  C.加尿素破坏  D.加碱中和答案：C1.18重氮化反应放热峰值通常出现在A.酸加入瞬间  B.胺溶解阶段  C.亚硝酸钠加入初期  D.反应结束后答案：C1.19重氮化反应中，亚硝酸钠溶液浓度一般控制在A.5%  B.15%  C.30%  D.40%答案：C1.20重氮化反应结束后，多余亚硝酸钠常用下列哪种试剂破坏A.尿素  B.硫脲  C.氨基磺酸  D.以上均可答案：D2.多选题（每题2分，共20分；每题至少2个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些因素会加速重氮盐分解A.光照  B.高温  C.金属离子  D.强碱  E.强酸答案：ABCD2.2重氮化反应中，盐酸的双重作用包括A.成盐  B.抑制副反应  C.提供亚硝酸  D.稳定重氮盐  E.催化偶合答案：AB2.3下列哪些属于重氮盐的安全操作措施A.低温储存  B.避免干燥  C.避免撞击  D.避光  E.铜质工具答案：ABCD2.4可用于重氮盐定量分析的常规方法有A.分光光度法  B.永停滴定法  C.极谱法  D.高效液相色谱  E.气相色谱答案：ABCD2.5重氮化反应中，若出现大量棕色气体，可能原因有A.局部过热  B.酸不足  C.亚硝酸钠过量  D.搅拌失效  E.胺纯度低答案：ABCD2.6下列哪些重氮盐适合直接制备偶氮颜料A.对磺酸基重氮盐  B.邻羧基重氮盐  C.对硝基重氮盐  D.对氯重氮盐  E.对N,N-二甲氨基重氮盐答案：ABC2.7重氮化反应釜安全附件必须包括A.防爆膜  B.紧急冷却  C.温度联锁  D.压力联锁  E.氮气保护答案：ABCD2.8重氮化母液回收常采用A.中和沉淀  B.活性炭吸附  C.膜分离  D.蒸发结晶  E.生物降解答案：ABCD2.9下列哪些属于重氮盐下游单元反应A.Sandmeyer  B.Gomberg  C.Schiemann  D.Heck  E.Suzuki答案：ABC2.10重氮化反应DCS控制必须采集的信号有A.温度  B.pH  C.氧化还原电位  D.搅拌电流  E.冷却水流量答案：ABCDE3.填空题（每空1分，共20分）3.1重氮化反应中，芳胺与亚硝酸钠的物质的量比理论值为________。答案：1:13.2重氮盐在________nm附近有特征紫外吸收，可用于快速检测。答案：270–2803.3工业上常用________法连续测定重氮化反应的氧化还原电位。答案：铂电极-甘汞电极3.4重氮化反应中，若酸用量过高，会导致________副反应增加。答案：重氮盐分解3.5重氮化反应温度一般控制在________℃。答案：0–53.6重氮盐与芳香胺偶合生成________化合物。答案：偶氮3.7重氮盐水解制酚时，常加入________作为催化剂。答案：Cu+3.8重氮化反应中，若出现黄色沉淀，可能生成了________。答案：重氮氨基化合物3.9重氮化反应尾气中NOx含量应低于________mg/m3（国标）。答案：1003.10重氮化反应釜搅拌雷诺数应大于________，确保传质。答案：100003.11重氮盐热分解活化能约为________kJ/mol。答案：90–1003.12重氮化反应中，若使用硫酸，则生成的重氮盐为________盐。答案：硫酸氢3.13重氮化反应中，若胺含磺酸基，可________重氮盐溶解度。答案：提高3.14重氮化反应中，若出现泡沫剧增，应加入________消泡。答案：少量正丁醇3.15重氮化反应母液COD典型值为________mg/L。答案：3000–50003.16重氮化反应中，若需长期保存，可将重氮盐转化为________盐。答案：氟硼酸3.17重氮化反应中，若使用固体亚硝酸钠，必须________后投料。答案：溶解配成30%溶液3.18重氮化反应中，若出现黑色颗粒，可能为________还原产物。答案：偶氮苯3.19重氮化反应中，若需制备氟代芳烃，需经过________反应。答案：Schiemann3.20重氮化反应中，若使用微通道反应器，停留时间可缩短至________s。答案：1–104.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1重氮化反应可在碱性条件下进行。答案：×4.2重氮盐可与脂肪族胺发生偶合。答案：×4.3重氮化反应中，盐酸浓度越高越安全。答案：×4.4重氮盐溶液呈淡黄色属正常现象。答案：√4.5重氮化反应中，亚硝酸钠可一次性快速加入。答案：×4.6重氮盐可与酚类在弱酸性条件下偶合。答案：√4.7重氮化反应中，冷却水必须采用闭路循环。答案：√4.8重氮化反应釜可与其他反应釜共用尾气管道。答案：×4.9重氮化反应中，若温度失控，可紧急加入液碱中止。答案：×4.10重氮盐可与氯化亚铜发生Sandmeyer反应生成芳基氯。答案：√5.简答题（封闭型，每题5分，共20分）5.1简述重氮化反应中“酸用量”对反应安全与收率的双重影响。答案：酸用量不足时，芳胺成盐不完全，游离胺与重氮盐偶合生成重氮氨基化合物，收率下降；酸用量过高时，重氮盐稳定性下降，分解加速，放出氮气，增加釜压，安全风险升高。工业上通常控制盐酸与芳胺摩尔比2.2–2.5:1，兼顾收率与安全。5.2写出苯胺重氮化反应的主反应方程式并注明物料状态。答案：C6H5NH2(aq)+NaNO2(aq)+2HCl(aq)→C6H5N2+Cl-(aq)+NaCl(aq)+2H2O(l)5.3列举三种快速判断重氮化终点的方法并给出原理。答案：①淀粉-KI试纸：微量HNO2氧化I-生成I2，显蓝色；②氧化还原电位突跃：铂电极电位在终点附近急剧上升；③分光光度法：270nm处吸光度随重氮盐生成而线性增加，当吸光度增加速率趋零即为终点。5.4说明重氮化反应中“局部过热”产生的原因及工程对策。答案：原因：亚硝酸钠加入速度过快、搅拌强度不足、冷却面积不够，导致反应热局部累积。对策：采用分布式加料、提高搅拌雷诺数至>10000、增设外循环冷却器、使用微通道或环路反应器强化传热。6.简答题（开放型，每题10分，共20分）6.1某工厂采用间歇釜生产对硝基苯重氮盐，批次产能2t（按100%胺计）。近期频繁出现偶合杂质超标（>0.5%），请从原料、操作、设备三方面分析可能原因并提出系统改进方案。答案：原料：对硝基苯胺含水>1%，导致局部酸度下降；改进：原料熔融后真空脱水至<0.2%。操作：加料温度波动±3℃，亚硝酸钠提前加入；改进：采用比例调节阀，温度PID控制±0.5℃，亚硝酸钠滞后胺溶解10min。设备：锚式搅拌Re=3000，传质差；改进：更换为三层45°倾斜涡轮，Re>12000，增设外循环冷却器，循环量≥釜体积3倍/小时。验证：连续10批偶合杂质<0.1%，收率提升2.3%。6.2结合绿色化学原则，设计一条以苯二胺为原料、通过重氮化-偶合制备高纯度颜料红170的闭环工艺路线，要求溶剂回收率>95%，母液盐浓度<5%，并给出流程简图要点。答案：路线：①邻氨基苯甲酸经乙酰化保护得酰胺；②重氮化（盐酸/NaNO2，0–5℃）；③与3-羟基-2-萘甲酸偶合（pH4.5，0–5℃）；④闭环水解脱乙酰基得颜料红170；⑤纳滤-反渗透耦合回收90%水，剩余10%经电渗析脱盐，NaCl<3%；⑥偶合母液用CO2中和沉淀残留颜料，活性炭吸附COD后回用。溶剂：全程水相，无有机溶剂。盐回收：NaCl经蒸发结晶制工业盐。流程要点：微通道重氮化+管式偶合，停留时间<5s，收率98%，E-factor=2.1，较传统工艺下降70%。7.计算题（共30分）7.1（10分）某批次对氨基苯磺酸重氮化，投料对氨基苯磺酸173kg（纯度99%，Mw173），盐酸（30%）理论用量2.3mol/mol胺，NaNO2（98%）理论用量1.02mol/mol胺。计算：(1)需30%盐酸体积（ρ=1.15kg/L）；(2)需98%NaNO2质量；(3)若反应放热180kJ/mol胺，釜有效比热容3.8kJ/(kg·K)，物料总质量1200kg，绝热温升多少？答案：(1)n胺=173×0.99/173=0.99kmol，需HCl=0.99×2.3=2.277kmol，30%HCl质量=2.277×36.5/0.3=277kg，V=277/1.15=241L。(2)需NaNO2=0.99×1.02=1.0098kmol，m=1.0098×69/0.98=71kg。(3)Q=0.99×180=178.2MJ，ΔT=Q/(m·cp)=178200/(1200×3.8)=39.1℃。7.2（10分）某管式重氮化反应器内径20mm，长20m，体积6.28L，处理对氯苯胺0.8kmol/h，酸胺比2.2，NaNO2过量2%，反应温度0℃，反应液粘度4mPa·s，密度1080kg/m3。求：(1)体积流量；(2)停留时间；(3)雷诺数并判断流态。答案：(1)总摩尔流量=0.8×(1+2.2+1.02)=2.576kmol/h，平均Mw≈120，质量流量=2.576×120=309kg/h，体积流量Q=309/1080=0.286m3/h=4.77×10-5m3/s。(2)τ=V/Q=6.28×10-3/4.77×10-5=132s。(3)u=Q/A=4.77×10-5/(π×0.012)=0.152m/s，Re=ρud/μ=1080×0.152×0.02/(4×10-3)=822，属层流，需加装静态混合元件。7.3（10分）某偶合反应使用重氮盐溶液2m3，浓度0.5mol/L，与β-萘酚溶液等摩尔反应，β-萘酚溶液浓度0.4mol/L，需体积多少？若偶合收率97%，得颜料湿滤饼含固率30%，求湿滤饼质量（颜料Mw=350，忽略杂质）。答案：n重氮=2×0.5=1kmol，需β-萘酚V=1/0.4=2.5m3。理论颜料=1×0.97=0.97kmol=0.97×350=339.5kg，湿滤饼=339.5/0.3=1132kg。8.综合应用题（20分）8.1某企业计划将间歇重氮化工艺改造为连续化，设计产能1t/h（以对硝基苯胺计）。已知：对硝基苯胺重氮化反应速率常数k=0.12L/(mol·s)（0℃），反应级数对胺一级、对亚硝酸一级，目标转化率99%，酸胺比2.5，NaNO2过量2%，反应液密度11