2026重氮化工艺作业模拟考试试题及答案

2026重氮化工艺作业模拟考试试题及答案1.单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.重氮化反应中，亚硝酸钠溶液的滴加速度过快最直接导致的后果是（）A.偶合副产物增多 B.重氮盐分解 C.酸度下降 D.反应液颜色变浅答案：B2.苯胺在0℃、盐酸介质中与NaNO₂反应，生成的活性中间体是（）A.苯基正离子 B.苯重氮盐酸盐 C.苯亚硝胺 D.苯羟胺答案：B3.下列哪种芳胺在常规重氮化条件下最易生成稳定重氮盐（）A.对硝基苯胺 B.对甲氧基苯胺 C.对氨基苯磺酸 D.2,4,6-三溴苯胺答案：C4.重氮盐热分解的主产物为（）A.酚 B.芳烃 C.偶氮化合物 D.亚硝基芳烃答案：B5.工业上采用“逆重氮化”工艺的主要目的是（）A.降低酸耗 B.抑制副反应 C.提高反应温度 D.缩短反应时间答案：B6.重氮化终点常用淀粉–KI试纸检验，其原理是（）A.重氮盐氧化I⁻ B.游离HNO₂氧化I⁻ C.HCl氧化I⁻ D.NaNO₂还原I⁻答案：B7.下列哪种重氮盐最适合用于制备氟硼酸重氮盐（）A.对氯苯重氮盐 B.邻甲苯重氮盐 C.对羧基苯重氮盐 D.对氨基苯乙酮重氮盐答案：A8.氟硼酸重氮盐热分解制备氟代芳烃的反应类型属于（）A.Sandmeyer B.Gattermann C.Balz–Schiemann D.Heck答案：C9.重氮盐与β-萘酚偶合时，偶合位置主要在β-萘酚的（）A.1位 B.2位 C.3位 D.4位答案：A10.下列哪种条件最有利于重氮盐与胺类偶合（）A.强酸性 B.弱酸性至中性 C.强碱性 D.高温无酸答案：B11.重氮化反应中，盐酸用量通常为理论量的（）A.1.0eq B.1.05–1.10eq C.2.0–2.5eq D.3.0eq以上答案：C12.若芳胺含磺酸基，重氮化时常采用“干重氮化”法，其本质是（）A.固相反应 B.无水条件 C.反滴加 D.直接通NO气体答案：B13.重氮盐水溶液在5℃以下可保存约（）A.1h B.4h C.12h D.48h答案：B14.下列哪种重氮盐分解可制得联苯（）A.苯重氮盐在Cu粉存在下 B.对硝基苯重氮盐在NaBH₄下 C.邻甲氧基重氮盐在FeCl₃下 D.对氯苯重氮盐在光照下答案：A15.工业重氮化釜最常用的材质为（）A.搪玻璃 B.304不锈钢 C.钛材 D.碳钢衬铅答案：A16.重氮化反应放热剧烈，传统釜式工艺控制温度最常用的手段是（）A.外循环冷冻盐水 B.滴加液氮 C.减压蒸发 D.加冰稀释答案：A17.下列哪种检测方法可在线监测重氮化终点（）A.电导率突变 B.pH突跃 C.氧化还原电位突跃 D.折光率突变答案：C18.重氮盐与N,N-二甲基苯胺偶合所得染料属于（）A.偶氮酸性染料 B.偶氮分散染料 C.偶氮阳离子染料 D.偶氮活性染料答案：C19.若重氮化后料液呈深棕色，最可能的原因是（）A.酸度不足 B.温度过高 C.亚硝酸钠过量 D.芳胺不纯含焦油答案：D20.下列哪种操作可降低重氮盐分解速率（）A.加入NaCl固体 B.加入尿素 C.加入CuSO₄ D.加入H₂O₂答案：B21.重氮化反应中，若盐酸浓度低于1mol·L⁻¹，最易发生的副反应是（）A.偶合 B.水解 C.亚硝化 D.氧化答案：C22.对氨基苯磺酸重氮化后，与R盐偶合生成的染料商品名为（）A.日落黄 B.胭脂红 C.苋菜红 D.柠檬黄答案：C23.重氮盐与酚偶合时，偶合速率与pH关系曲线呈（）A.S形 B.钟形 C.直线 D.倒S形答案：B24.下列哪种重氮盐最适合用于制备芳腈（）A.苯重氮盐与KCN/CuCN B.对硝基重氮盐与NaCN C.邻氯重氮盐与KCN无铜 D.对甲氧基重氮盐与CuCN答案：A25.重氮化工艺中，若采用微通道反应器，其主要优势是（）A.提高收率5–10% B.实现绝热重氮化 C.降低酸耗50% D.无需后处理答案：B26.重氮盐与丙烯酸甲酯在CuBr存在下的反应属于（）A.Meerwein芳基化 B.Ullmann C.Suzuki D.Heck答案：A27.重氮化反应中，若使用硫酸代替盐酸，生成的重氮盐形式为（）A.硫酸盐 B.硫酸氢盐 C.硝酸盐 D.亚硝酸盐答案：B28.下列哪种化合物不能通过重氮盐分解制得（）A.苯酚 B.苯甲腈 C.苯磺酸 D.碘苯答案：C29.重氮盐与NaN₃反应可制得（）A.芳基叠氮 B.芳基胺 C.芳基硝基化合物 D.芳基偶氮化合物答案：A30.工业上重氮化废水中COD主要来源于（）A.未反应芳胺 B.盐酸 C.亚硝酸钠 D.冷却水答案：A2.多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）31.下列哪些措施可提高重氮盐稳定性（）A.低温保存 B.避光 C.加入尿素 D.加入Cu粉 E.加入NaBF₄答案：ABCE32.重氮化反应中，若出现大量黄色泡沫，可能原因有（）A.温度过高 B.酸度不足 C.亚硝酸钠局部过量 D.搅拌过强 E.芳胺含机械杂质答案：ABC33.下列哪些重氮盐适合用于制备芳基氟（）A.对硝基苯重氮氟硼酸盐 B.邻甲基苯重氮氟硼酸盐 C.对氨基苯甲酸重氮氟硼酸盐 D.2,4-二硝基苯重氮氟硼酸盐 E.对羟基苯重氮氟硼酸盐答案：ABC34.重氮化工艺安全联锁通常包含（）A.温度高报切断亚硝酸钠进料 B.搅拌电流低报停釜 C.pH高报补酸 D.冷却水流量低报停釜 E.反应釜压力高报泄压答案：ABD35.下列哪些属于重氮盐的典型转化反应（）A.Sandmeyer B.Gomberg–Bachmann C.Schiemann D.Ullmann E.Meerwein答案：ABCE36.重氮化反应中，若芳胺含氨基邻位磺酸基，可能产生的问题有（）A.重氮盐溶解度低 B.偶合位阻大 C.酸耗增加 D.反应速率下降 E.产物色光偏暗答案：ABD37.下列哪些检测手段可直接定量重氮盐浓度（）A.紫外分光光度法（λ=370nm） B.高效液相色谱 C.永停滴定法 D.碘量法 E.电导率法答案：ABC38.重氮化废水中NO₂⁻的去除方法有（）A.尿素分解 B.氨基磺酸分解 C.生物反硝化 D.折点加氯 E.臭氧氧化答案：ABCDE39.下列哪些因素会促进重氮盐偶合副反应（）A.温度过高 B.pH>7 C.芳胺过量 D.搅拌不足 E.反应液久置答案：ABCE40.微反应器重氮化工艺设计时，需重点考虑（）A.停留时间分布 B.传热系数 C.压降 D.固体析出风险 E.材质耐蚀性答案：ABCDE3.填空题（每空1分，共30分）41.重氮化反应中，理论摩尔比芳胺:NaNO₂:HCl=1:________:________。答案：1.0 2.0–2.542.淀粉–KI试纸显蓝色，表明溶液中存在游离________，此时应立即________。答案：HNO₂ 补加少量尿素或氨基磺酸破坏43.氟硼酸重氮盐热分解制备氟代芳烃时，升温速率一般控制在________℃·min⁻¹，最终温度不超过________℃。答案：2–3 15044.重氮盐与酚偶合最佳pH范围是________，与胺偶合最佳pH范围是________。答案：8–10 4–745.工业上重氮化反应温度一般控制在________℃，若超过________℃将显著加速分解。答案：0–5 1046.重氮盐分解生成芳烃的反应中，常用还原剂为________或________。答案：乙醇 次磷酸钠47.重氮化反应釜搅拌形式多为________式，转速通常________r·min⁻¹。答案：桨 80–12048.重氮盐溶液的紫外特征吸收峰位于________nm附近，摩尔吸光系数约________L·mol⁻¹·cm⁻¹。答案：370 1×10⁴49.重氮化废水中芳胺排放标准为≤________mg·L⁻¹（GB8978-1996一级），总氮≤________mg·L⁻¹。答案：1.0 1550.重氮盐与NaN₃反应制芳基叠氮，反应需在________介质中进行，温度________℃。答案：低温弱酸 0–551.对氨基苯磺酸重氮化后，与R盐偶合生成苋菜红，其分子式为________，色光λmax=________nm。答案：C20H11N2Na3O10S3 52052.重氮化反应中，若采用硫酸介质，生成的重氮盐形式为________，其溶解度比盐酸盐________。答案：硫酸氢盐 低53.微通道反应器重氮化时，特征尺寸<________mm，雷诺数通常>________，流动状态为层流–湍流过渡区。答案：1 200054.重氮盐与丙烯酸甲酯在CuBr催化下生成________，该反应称为________芳基化。答案：β-芳基丙酸甲酯 Meerwein55.重氮化反应放热量约________kJ·mol⁻¹，绝热温升可达________℃，故需严格控温。答案：220 1004.简答题（共30分）56.（6分）简述重氮化反应中“逆重氮化”操作步骤及其优点。答案：将芳胺溶于热水，冷却至0–5℃，先加入全部亚硝酸钠溶液，再缓慢加入预冷盐酸，始终保持亚硝酸钠微过量。优点：避免局部酸度过高，减少偶合副反应，提高重氮盐纯度，适用于易偶合芳胺如间氨基苯磺酸。57.（6分）写出苯胺重氮化后与β-萘酚偶合制备苏丹红的反应式，并说明偶合位置选择原因。答案：Ph-NH₂+NaNO₂+2HCl→Ph-N₂⁺Cl⁻+NaCl+2H₂O；Ph-N₂⁺+β-萘酚（1位）→1-苯偶氮-2-萘酚（苏丹红）。β-萘酚1位电子云密度高，位阻小，动力学有利；2位被OH活化但位阻大，故主产物为1位偶合。58.（6分）列举三种工业上破坏废水中微量亚硝酸钠的方法并给出反应式。答案：①尿素法：CO(NH₂)₂+2HNO₂→CO₂+2N₂+3H₂O；②氨基磺酸法：NH₂SO₃H+HNO₂→N₂+H₂SO₄+H₂O；③折点加氯：Cl₂+HNO₂+H₂O→NO₃⁻+2Cl⁻+3H⁺。59.（6分）说明重氮盐分解制备氟代芳烃时，为何需将氟硼酸重氮盐先干燥再加热。答案：湿盐加热时，水分导致副反应：Ar-N₂⁺→Ar⁺+N₂，Ar⁺与H₂O生成酚；干燥后热分解为均相固相反应，减少水解，提高氟代选择性；同时避免水分引起熔融盐迸溅，确保操作安全。60.（6分）画出微通道重氮化工艺流程简图，并标出关键控制点。答案：原料罐（芳胺+酸）→预冷器→T型混合器→微通道反应段（0–5℃，τ=1–3s）→淬灭段（尿素）→背压阀→收集罐。控制点：①预冷器出口温度；②微通道壁温；③背压0.3–0.5MPa；④在线氧化还原电位监测；⑤淬灭段pH6–7。5.计算题（共20分）61.（10分）某批次对硝基苯胺重氮化，投料量100kg（纯度99.5%），盐酸（30%）用量为理论量的2.2倍，亚硝酸钠（98%）用量为理论量的1.05倍。计算：（1）需30%盐酸多少kg？（2）需98%亚硝酸钠多少kg？（3）若反应放热220kJ·mol⁻¹，绝热条件下体系温升多少℃？（反应液比热容3.5kJ·kg⁻¹·K⁻¹，总质量按800kg计）。答案：（1）n(胺)=100×0.995/138.1=0.720kmol；需HCl=2.2×0.720=1.584kmol；30%盐酸质量=1.584×36.5/0.30=192.7kg。（2）需NaNO₂=1.05×0.720=0.756kmol；98%NaNO₂质量=0.756×69.0/0.98=53.2kg。（3）Q=0.720×220=158.4MJ；ΔT=Q/(m·c)=158400/(800×3.5)=56.6℃。62.（10分）某染料厂日排重氮化废水200m³，含NaNO₂120mg·L⁻¹、对硝基苯胺80mg·L⁻¹。采用氨基磺酸法破坏NaNO₂后，再用Fenton氧化去除芳胺。已知：①氨基磺酸与NaNO₂摩尔比1:1；②Fenton氧化对芳胺去除率90%，H₂O₂与芳胺摩尔比3:1。计算每日需氨基磺酸多少kg？30%H₂O₂多少kg？答案：n(NaNO₂)=200×120/69=348mol；需氨基磺酸=348×97.1=33.8kg。n(胺)=200×80/138.1=116mol；需H₂O₂=3×116=348mol；30%H₂O₂质量=348×34/0.30=39.4kg。6.综合应用题（共20分）63.（20分）某企业计划将间歇重氮化工艺改造为连续流微反应工艺，原料为对氨基苯磺酸，目标产物为食用胭脂红（与R盐偶合）。请完成：（1）写出连续重氮化–偶合总流程框图（含配料、重氮化、偶合、盐析、压滤、干燥）；（2）确定微反应器体积，要求产能100t·a⁻¹胭脂红（年运行7200