2025重氮化工藝考試模擬及答案一、單項選擇題（共20題，每題2分，共40分。每題只有1個正確選項）1.重氮化反應(yīng)的本質(zhì)是芳伯胺與（）在酸性條件下發(fā)生的取代反應(yīng)。A.硝酸鈉B.亞硝酸鈉C.氯化鈉D.硫酸鈉答案：B解析：重氮化反應(yīng)的關(guān)鍵試劑是亞硝酸鈉（NaNO?），其在酸性條件下生成亞硝酸（HNO?），與芳伯胺反應(yīng)生成重氮鹽。2.重氮化反應(yīng)的最佳溫度范圍通?？刂圃冢ǎ?，以避免重氮鹽分解。A.05℃B.1015℃C.2025℃D.3035℃答案：A解析：重氮鹽熱穩(wěn)定性差，高溫易分解甚至爆炸，因此反應(yīng)需在低溫（05℃）下進行，常用冰鹽水冷卻。3.重氮化反應(yīng)體系的pH值需嚴格控制在強酸性條件（pH＜2），主要目的是（）。A.促進芳伯胺質(zhì)子化，提高反應(yīng)活性B.抑制亞硝酸分解C.防止重氮鹽與未反應(yīng)的芳伯胺偶聯(lián)D.以上均正確答案：D解析：強酸性條件可同時實現(xiàn)：芳伯胺質(zhì)子化（NH?→NH??）以提高反應(yīng)活性；抑制HNO?分解為NO和NO?；避免重氮鹽與未反應(yīng)的芳伯胺發(fā)生偶聯(lián)副反應(yīng)。4.下列重氮化工藝中，屬于“連續(xù)重氮化”優(yōu)點的是（）。A.反應(yīng)時間長，操作靈活B.物料停留時間短，安全性高C.設(shè)備投資低，適合小批量生產(chǎn)D.對原料純度要求低答案：B解析：連續(xù)重氮化通過管道反應(yīng)器或微通道反應(yīng)器實現(xiàn)物料連續(xù)流動，縮短停留時間，減少重氮鹽累積量，降低分解爆炸風險。5.重氮化反應(yīng)中，若亞硝酸鈉過量，可能導致的風險是（）。A.反應(yīng)速率過慢B.重氮鹽水解生成酚類C.過量亞硝酸分解產(chǎn)生NO?，引發(fā)中毒或爆炸D.產(chǎn)物顏色變淺答案：C解析：過量NaNO?與酸反應(yīng)生成過量HNO?，HNO?不穩(wěn)定，易分解為NO?（有毒氣體），且NO?與有機物接觸可能引發(fā)燃燒爆炸。6.重氮化工藝中，常用的溫度監(jiān)測儀表是（）。A.雙金屬溫度計B.熱電阻（Pt100）C.玻璃管溫度計D.紅外測溫儀答案：B解析：重氮化反應(yīng)需精確控溫（±1℃），熱電阻（如Pt100）精度高（±0.1℃），適合接入DCS系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。7.重氮化反應(yīng)釜的材質(zhì)通常選用（），以抵抗酸性介質(zhì)腐蝕。A.Q235碳鋼B.304不銹鋼C.鑄鐵D.鈦合金答案：B解析：304不銹鋼（06Cr19Ni10）含18%Cr、8%Ni，對稀鹽酸、稀硫酸等酸性介質(zhì)有良好耐腐蝕性，適用于重氮化反應(yīng)環(huán)境。8.重氮化工藝廢水的主要污染物不包括（）。A.未反應(yīng)的芳伯胺B.重氮鹽分解產(chǎn)物（如酚類）C.氯化鈉（NaCl）D.氮氣（N?）答案：D解析：氮氣是重氮化反應(yīng)的副產(chǎn)物（如重氮鹽分解時釋放），但為氣態(tài)，不會進入廢水中；廢水中主要含有機物（芳伯胺、酚類）和無機鹽（NaCl、Na?SO?等）。9.依據(jù)《危險化學品重大危險源辨識》（GB182182018），重氮化工藝中使用的亞硝酸鈉（臨界量100t）與鹽酸（臨界量無）混合后，若亞硝酸鈉儲量為150t，則該裝置（）。A.構(gòu)成重大危險源B.不構(gòu)成重大危險源C.需進一步評估鹽酸的影響D.臨界量按兩者之和計算答案：A解析：亞硝酸鈉的臨界量為100t，實際儲量150t＞100t，單獨構(gòu)成重大危險源；鹽酸無臨界量要求，不影響判定。10.重氮化反應(yīng)過程中，若攪拌裝置故障，最可能引發(fā)的后果是（）。A.反應(yīng)速率減慢B.局部溫度過高，重氮鹽分解爆炸C.產(chǎn)物顏色不均D.原料浪費答案：B解析：攪拌故障會導致物料混合不均，反應(yīng)熱無法及時擴散，局部溫度急劇升高，引發(fā)重氮鹽分解并釋放大量熱量和氣體（如N?），可能導致爆炸。11.重氮化工藝中，“滴定終點檢測”常用的方法是（）。A.淀粉碘化鉀試紙顯色B.pH試紙檢測C.折光率測定D.氣相色譜分析答案：A解析：重氮化反應(yīng)終點需檢測是否有過量的HNO?（亞硝酸），HNO?可氧化KI生成I?，使淀粉碘化鉀試紙變藍，以此判斷終點。12.重氮化反應(yīng)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）中，觸發(fā)緊急停車的關(guān)鍵參數(shù)不包括（）。A.反應(yīng)釜溫度≥10℃B.反應(yīng)釜壓力≥0.1MPaC.攪拌電流≤額定值的80%D.亞硝酸鈉進料流量≥設(shè)定值的120%答案：C解析：攪拌電流過低（如≤80%額定值）可能提示攪拌故障，但通常作為預(yù)警信號；緊急停車觸發(fā)參數(shù)為溫度（超上限）、壓力（超設(shè)計值）、進料流量異常（如過量）等直接威脅安全的參數(shù)。13.重氮化工藝中，氮氣保護的主要目的是（）。A.提高反應(yīng)速率B.防止氧氣與重氮鹽反應(yīng)C.降低體系pH值D.稀釋可燃氣體濃度答案：B解析：重氮鹽（尤其是芳香族重氮鹽）在有氧條件下可能發(fā)生氧化反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的過氧化物，氮氣（惰性氣體）可隔絕氧氣，提高體系穩(wěn)定性。14.重氮化廢水預(yù)處理時，常用“中和混凝沉淀”工藝，其中混凝劑一般選用（）。A.氫氧化鈉（NaOH）B.聚合氯化鋁（PAC）C.活性炭D.次氯酸鈉（NaClO）答案：B解析：中和階段用NaOH調(diào)節(jié)pH至中性，混凝沉淀階段需投加絮凝劑（如PAC），通過電荷中和與架橋作用去除懸浮物和膠體有機物。15.下列關(guān)于重氮化工藝操作的說法，錯誤的是（）。A.投料順序應(yīng)為：先加酸和芳伯胺，再加亞硝酸鈉溶液B.亞硝酸鈉溶液需緩慢滴加，避免局部過量C.反應(yīng)結(jié)束后，可直接將物料轉(zhuǎn)移至高溫干燥工序D.設(shè)備檢修前需用氮氣置換，檢測可燃氣體濃度＜0.5%LEL答案：C解析：重氮鹽高溫易分解，反應(yīng)結(jié)束后需保持低溫（如05℃）轉(zhuǎn)移，若直接進入高溫干燥工序會引發(fā)分解爆炸。16.重氮化反應(yīng)的引發(fā)劑是（）。A.芳伯胺B.亞硝酸鈉C.無機酸（如鹽酸、硫酸）D.催化劑（如CuSO?）答案：C解析：無機酸（H?）是反應(yīng)的引發(fā)劑，其作用是與NaNO?生成HNO?（亞硝酸），并維持體系強酸性環(huán)境。17.重氮化工藝中，“尾氣管路”應(yīng)設(shè)置（），防止倒吸引發(fā)安全事故。A.止回閥B.減壓閥C.過濾器D.阻火器答案：A解析：止回閥（單向閥）可防止尾氣處理系統(tǒng)中的液體或氣體因壓力波動倒流入反應(yīng)釜，避免物料污染或反應(yīng)失控。18.重氮化反應(yīng)的副產(chǎn)物不包括（）。A.氮氣（N?）B.水（H?O）C.氯化鈉（NaCl）（若用鹽酸）D.二氧化硫（SO?）答案：D解析：重氮化反應(yīng)的主反應(yīng)為：ArNH?+NaNO?+2HCl→ArN??Cl?+NaCl+2H?O，副反應(yīng)可能生成N?（如重氮鹽分解），但不會產(chǎn)生SO?（除非使用硫酸且發(fā)生還原反應(yīng)，一般不常見）。19.重氮化工藝操作人員的安全培訓內(nèi)容不包括（）。A.重氮鹽的物化性質(zhì)（如分解溫度）B.應(yīng)急處置中“三廢”的環(huán)保處理C.反應(yīng)釜的機械維修技術(shù)D.個人防護裝備（PPE）的正確使用答案：C解析：操作人員需掌握工藝安全知識和應(yīng)急技能，但機械維修屬于設(shè)備部門職責，不屬于操作人員培訓內(nèi)容。20.重氮化工藝中，若發(fā)現(xiàn)亞硝酸鈉儲存容器有泄漏，應(yīng)首先（）。A.用清水沖洗泄漏物B.佩戴自給式呼吸器（SCBA）進入現(xiàn)場C.直接用手清理泄漏物D.啟動消防水炮稀釋答案：B解析：亞硝酸鈉（有毒，粉塵吸入可致中毒）泄漏時，人員需先佩戴SCBA（正壓式空氣呼吸器）和防化服，確保自身安全后再進行處置。二、判斷題（共10題，每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.重氮化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此需持續(xù)加熱維持溫度。（）答案：×解析：重氮化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需通過冷卻系統(tǒng)移除反應(yīng)熱，避免溫度升高。2.亞硝酸鈉可與有機物（如芳伯胺）同庫存放，節(jié)省空間。（）答案：×解析：亞硝酸鈉是強氧化劑，與有機物混存可能因摩擦、撞擊引發(fā)氧化還原反應(yīng)，導致燃燒或爆炸。3.重氮化反應(yīng)中，若溫度超過10℃，應(yīng)立即停止攪拌以減少熱量產(chǎn)生。（）答案：×解析：溫度超標時，應(yīng)立即停止進料（如亞硝酸鈉），并開啟緊急冷卻（如冷凍鹽水），停止攪拌會導致熱量無法擴散，加劇危險。4.重氮化反應(yīng)釜需設(shè)置氮氣置換接口，開車前需用氮氣置換至氧含量＜3%。（）答案：√解析：氮氣置換可降低釜內(nèi)氧氣濃度，防止重氮鹽與氧氣反應(yīng)生成不穩(wěn)定物質(zhì)。5.重氮化廢水因含大量無機鹽（如NaCl），可直接排入市政污水管網(wǎng)。（）答案：×解析：廢水中的有機物（如芳伯胺、酚類）具有毒性和生物富集性，需經(jīng)預(yù)處理（如混凝、氧化）達標后才能排放。6.重氮化工藝中，壓力表的校驗周期為1年，無需提前校驗。（）答案：×解析：根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，壓力表屬于強制檢定設(shè)備，校驗周期一般為6個月。7.重氮化反應(yīng)釜的靜電導除措施需保證接地電阻≤100Ω。（）答案：√解析：工藝設(shè)備的靜電接地電阻應(yīng)≤100Ω，高危區(qū)域（如甲類車間）需≤10Ω。8.重氮化操作人員上崗前需經(jīng)廠級、車間級、班組級三級安全培訓，總時長≥72學時。（）答案：√解析：依據(jù)《生產(chǎn)經(jīng)營單位安全培訓規(guī)定》，高危行業(yè)（如化工）新員工安全培訓總時長≥72學時，每年再培訓≥20學時。9.重氮化反應(yīng)中，若發(fā)現(xiàn)管道堵塞，可用金屬工具強行疏通。（）答案：×解析：金屬工具可能與物料摩擦產(chǎn)生火花，引發(fā)重氮鹽分解，應(yīng)使用木桿或塑料棒疏通，或用氮氣吹掃。10.重氮化工藝應(yīng)急預(yù)案需每年至少組織1次綜合演練或?qū)ｍ椦菥殹＃ǎ┐鸢福骸探馕觯骸渡a(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案管理辦法》要求，高危行業(yè)企業(yè)每年至少組織1次綜合演練或?qū)ｍ椦菥?，每半年至?次現(xiàn)場處置方案演練。三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述重氮化反應(yīng)的基本機理，并寫出苯伯胺（C?H?NH?）與亞硝酸鈉（NaNO?）在鹽酸（HCl）條件下的反應(yīng)方程式。答案：機理：芳伯胺（ArNH?）在強酸性條件下質(zhì)子化生成ArNH??，與亞硝酸（HNO?，由NaNO?與HCl反應(yīng)生成）發(fā)生親電取代，生成中間產(chǎn)物ArNHNO，隨后脫水生成重氮鹽（ArN??Cl?）。反應(yīng)方程式：C?H?NH?+NaNO?+2HCl→C?H?N??Cl?+NaCl+2H?O。2.重氮化工藝中，溫度控制為何是核心安全要素？請列舉3種常用的溫度控制措施。答案：核心原因：重氮鹽熱穩(wěn)定性差（如苯重氮鹽酸鹽分解溫度約50℃），高溫下易分解并釋放大量熱量（分解熱約10002000kJ/kg）和氣體（N?），可能引發(fā)爆炸；同時，溫度過高會加速副反應(yīng)（如重氮鹽水解生成酚類），降低產(chǎn)物收率?？刂拼胧孩俜磻?yīng)釜夾套通冷凍鹽水（50℃）；②內(nèi)盤管通入低溫介質(zhì)（如乙二醇溶液）；③使用微通道反應(yīng)器（比表面積大，換熱效率高）；④實時監(jiān)測溫度（Pt100熱電阻）并聯(lián)動DCS系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)流量。3.重氮化反應(yīng)體系的pH值需嚴格控制在強酸性（pH＜2），請從反應(yīng)動力學和安全性角度說明原因。答案：動力學角度：強酸性條件下，芳伯胺質(zhì)子化（ArNH?+H?→ArNH??），提高其與HNO?的反應(yīng)活性；同時，H?濃度高可抑制HNO?分解（2HNO?→NO↑+NO?↑+H?O），保證反應(yīng)所需的HNO?濃度。安全性角度：pH＞2時，重氮鹽（ArN??）易與未反應(yīng)的芳伯胺（ArNH?）發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)（ArN??+ArNH?→ArN=NArNH?），生成的偶氮化合物可能不穩(wěn)定，增加分解風險；此外，弱酸性條件下HNO?易分解產(chǎn)生NO?（有毒氣體），威脅人員安全。4.重氮化工藝的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）通常包含哪些關(guān)鍵組件？各組件的主要功能是什么？答案：關(guān)鍵組件及功能：①溫度/壓力傳感器：實時監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)溫度（如Pt100熱電阻）和壓力（如擴散硅壓力變送器），將信號傳輸至SIS控制器。②緊急切斷閥：當溫度/壓力超限時，SIS控制器觸發(fā)切斷閥關(guān)閉，停止亞硝酸鈉、酸等物料進料。③報警裝置：包括聲光報警器，當參數(shù)接近閾值（如溫度≥8℃）時發(fā)出預(yù)警。④冷卻系統(tǒng)聯(lián)動模塊：超溫時自動開啟備用冷凍機組或增大冷卻介質(zhì)流量，快速降溫。⑤DCS系統(tǒng)：記錄歷史數(shù)據(jù)，支持遠程監(jiān)控和人工干預(yù)。5.重氮化工藝廢水的主要污染物有哪些？簡述其處理的主要步驟（至少4步）。答案：主要污染物：未反應(yīng)的芳伯胺（如苯胺、對硝基苯胺）、重氮鹽分解產(chǎn)物（如酚類、醌類）、無機鹽（NaCl、Na?SO?）、酸性物質(zhì)（HCl、H?SO?）。處理步驟：①中和調(diào)節(jié)：用NaOH或Ca(OH)?調(diào)節(jié)pH至69，降低酸性腐蝕。②混凝沉淀：投加PAC（聚合氯化鋁）和PAM（聚丙烯酰胺），去除懸浮物和膠體有機物。③催化氧化：采用Fenton試劑（H?O?+Fe2?）或臭氧氧化，降解難生化的芳香族有機物（如芳伯胺）。④生化處理：通過活性污泥法或MBR（膜生物反應(yīng)器）進一步去除剩余有機物，轉(zhuǎn)化為CO?和H?O。⑤膜過濾（可選）：用反滲透（RO）膜去除無機鹽，實現(xiàn)廢水回用或達標排放（COD≤50mg/L，氨氮≤5mg/L）。四、綜合分析題（共2題，每題10分，共20分）1.某化工企業(yè)在重氮化反應(yīng)過程中，反應(yīng)釜溫度突然從5℃升至12℃，且持續(xù)上升。現(xiàn)場操作人員觀察到攪拌電流下降（提示攪拌故障），同時尾氣吸收塔出現(xiàn)紅棕色氣體（NO?）。（1）分析溫度異常升高的可能原因；（2）提出應(yīng)急處置措施。答案：（1）可能原因：①攪拌故障導致物料混合不均，反應(yīng)熱無法及時擴散，局部溫度升高；②攪拌故障可能伴隨進料不均（如亞硝酸鈉局部過量），引發(fā)劇烈反應(yīng)放熱；③冷卻系統(tǒng)失效（如冷凍鹽水泵故障、夾套堵塞），無法移除反應(yīng)熱；④重氮鹽因溫度升高開始分解，分解熱進一步加劇溫升（連鎖反應(yīng)）。（2）應(yīng)急處置措施：①立即觸發(fā)SIS系統(tǒng)緊急停車，關(guān)閉亞硝酸鈉和酸的進料閥，停止反應(yīng)；②啟動備用冷卻系統(tǒng)（如開啟應(yīng)急冷凍機組），加大夾套/內(nèi)盤管冷卻介質(zhì)流量；③向反應(yīng)釜內(nèi)注入阻聚劑（如尿素溶液，可與HNO?反應(yīng)：CO(NH?)?+2HNO?→CO?↑+2N?↑+3H?O），終止反應(yīng)；④開啟氮氣置換閥，向釜內(nèi)通入氮氣（1015m3/h），降低氧氣濃度并稀釋可燃氣體；⑤操作人員佩戴SCBA和防化服，撤離至安全區(qū)域，設(shè)置警戒區(qū)禁止無關(guān)人員進入；⑥監(jiān)測尾氣中的NO?濃度，啟動堿液噴淋吸收塔（用NaOH溶液吸收NO?：2NaOH+2NO?→NaNO?+NaNO?+H?O），防止有毒氣體擴散。2.某企業(yè)因重氮化反應(yīng)釜爆炸造成2人死亡、5人重傷。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)釜夾套冷卻水管長期未清洗，結(jié)垢嚴重（換熱效率下降50%）；操作人員未按規(guī)程監(jiān)測溫度（2小時未記錄數(shù)據(jù)）；亞硝酸