石大030130精细化工工艺学期末复习题.docx

精细化工工艺学课程综合复习资料一、简答题1从广义上说，什么是氧化反应？2、原岷环和蔡环分别发生亲电取代反应，谁的活性更高？3、甲苯的硝化制备对硝基甲苯，如果采用间歇硝化的方法，加料方式是采用正加法还是反加法？4,苯硝化制备间二硝基苯，如果采用间歇硝化的方法，加料方式是采用正加法还是反加法？5、用浓硫酸作横化剂，反应动力学方程的特点是什么？6、合成气的定义是什么？7、精细化工率的定义是什么？8,原料消耗定额是怎样定义的？9、相比（酸油比）的定义是什么？10、硝酸比的定义是什么？11、甲苯在光照下进行一氯化得到的产物是什么？请写出产物的结构式.12、甲苯在FeCL的催化下进行一氯化，得到的主要产物是什么？请写出产物的结构式。13、AlCh催化下Bm与甲苯发生取代澳化反应，Bm属于什么试剂？14、在光照下Bn与甲苯发生取代澳化反应，Bm属于什么试剂？15、蔡的一取代时主要发生在什么位置？16、芳香族亲电取代的反应历程是什么？17、蔡环上有一个第二类取代基时，新取代基进入什么位置？18、烷运的横氯化剂是什么？19、采用发烟硫酸作为磺化剂，其亲电质点主要是什么？20、FeCh催化Cb与甲苯反应的亲电活性质点是什么？21、亚硝化过程中的活性质点主要是什么？22、溶剂按偶极矩和介电常数分类，分为哪几类？23、铁屑还原过程中工业上常用的电解质是什么？24、溶剂的性质对亲核取代反应机理和反应速度都有很大影响，对SK反应来说，选择哪种类型的溶剂有利？25、亚硝化反应的亲电质点主耍是什么？26、写出横酸基的表达式。27、B-消除反应的历程是什么？28、溶剂的性质对亲核取代反应机理和反应速度都有很大影响，对SJ反应来说，选择哪种类型的溶剂有利？29、蔡环上有一个第一类取代基，且已有取代基在a位，新取代基进入什么位置？30、芳香族磺化的亲电质点有哪些？二、问答题1,绿色化学的理念是什么？2、溶剂和溶质之间的专一性力有什么特点？专一性力都包括哪些？3,自由基的产生方法主要有哪些？写出两种常用的自由基引发剂及其引发条件。4,请说明单元反应的概念，并举例本课程中学习过的单元反应类型。5,芳香族配合物的定义是什么？6、芳香族。配合物的定义是什么？7,S、2型反应的重要标志是什么？反历程和S、2历程的区别主要是什么？8、分析解释用SO空气混合物进行十二烷基苯横化时，所用的降膜反应器为何采用并流操作而不用逆流操作？9、什么样的是类适合亲电取代反应？为什么？10、何谓Cl化学?11，制备芳香族磺酸的磺化剂和制备脂肪族横酸的磺化剂分别有哪些？12、硝化反应的定义是什么？13、正十二醇制正十二烷基澳时，加入四丁基澳化钱起何作用？为什么？14、氢化（加氢）反应的定义是什么？15、氢解反应的定义是什么？16、Houghes-Ingold规则的局限性的原因是什么？17、硝基苯在催化剂存在下与氢作用生成苯胺的反应是氢化还是氢解？为什么？请阐明原因.18、总收率的定义是什么？19、亲核试剂引入芳香环时一般采用亲核置换反应，为什么？20、硝基苯催化氢化制苯胺的催化剂组成是什么？邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酊的催化剂组成是什么？这两种催化剂有何不同？三、综合题1精细化学品生产工艺（技术）路线选择的主要原则有哪些？2、间二硝苯粗产品中常含有少量邻二硝苯和对二硝苯，可用什么方法除去，其化学原理是什么？3、横化目的有哪些？横化的亲电质点有哪些？4,溶剂的哪些性质影响溶质的离子化过程和离解过程？它们是如何影响的？5、对于用SO,法连续生产十二烷基硫酸酯的工艺回答下列问题：(1)与硫酸酯化法相比较，采用SO法的优越性有哪些？(2)本工艺采用何种反应器，采用此种反应器的优越性有哪些？(3)进料时,对SQ,有何要求？四、反应题1、写出以下反应的主要产物、反应类型和机理：(1)丙烯与Ck在500"C下反应。(2)丙烯与CI2、液相、无水、低温下反应。(3)丙烯与Ck、水中、4560C下反应。(4)CM=CH-CH2ClHBr,过氧化苯甲酰。(5)CH2=CH-CHzCN与HCl低温下反应。2,完成下列反应方程式：(1)O0二+4O(2)CHjCH-CH,+HBr或引发剂T(3)CO(NH2)2+SO3+H2SO4(4)CisHt*OlSOt+空代-_.-*(5)ONaNO2五、计算题1、150kg氯苯用450kg氯横酸在35进行氯磺化，然后将氯磺化液慢慢滴入预先放有350kg铁粉的沸水中进行还原，然后用水蒸气蒸循，得100kg对氯苯硫酚，以氯苯为基准，试计算CJCLHSO£1、Fe的摩尔比和产品的收率。己知：QHsCl的分子量=112.5,HSOcI的分子量=116.5,Fe的的分子量=56,对氯苯硫酚的分子量=144.5。2、用氯气对苯进行氯化制氯苯，副产物为二氯苯.反应为连续操作，未反应的苯经分离后循环使用。反应器入口处苯进料800Kgh（其中60%为循环苯，且循环苯中不含其它组分），分离后产品氯苯产量450Kg/h（经分析其中含氯苯95m%,二氯苯3.27m%,苯L73m）.计算：苯的单程转化率、总转化率，生成氯苯的选择性及生成氯苯的质量收率和总收率。i循环苯苯反应器分高器产品氯气3,要配制IoOokg压S0,质量含量100%的硫酸，试计算需要多少千克98%的硫酸和多少千克20%发烟硫酸?精细化工工艺学课程综合复习资料参考答案一、简答题1、答案：电子云密度降低的反应2、答案：蔡环3、答案：正加法4,答案：反加法5、答案：反应速率与水的浓度的平方成反比6、答案：合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。7、答案：精细化工产品的总值/化工产品的总值XIO0%8,答案：指生产一吨产品需要消耗的原料量。9、答案：混酸与被硝化物的质量比.10、答案：硝酸和被硝化物的摩尔比。13、答案：亲电试剂14、答案：自由基试剂15、答案：a位16、答案：经过。配合物的两步历程17、答案：进入另一环a位18、答案：S+Cls19、答案SOs20、答案：Cf21、答案；NO+22、答案：极性溶剂和非极性溶剂23、答案：NH4Cl和FeCl424、答案：在非质子传递溶剂中反应有利25、答案：NO+26、答案：-SO3H27、答案：双分子历程(E2)和单分子历程(EI)28、答案：在质子传递溶剂中反应有利29、答案：进入同环邻、对位30、答案：亲电质点有:SO*H2S2O7,H2SO1,HSoJ和HBOj等。二、问答题1、答案：合成过程不产生污染，或将污染消除于产生之前，是一种从源头上治理污染的方法，“不产生污染或从源头上根除污染”，“治本”。2,答案：专一性力是只有在一定结构之间才能发生的、有一定方向的力。专一性力它包括氢键缔合作用、电子对给体/电子对受体相互作用(电荷转移力)、溶剂化作用、离子化作用、离解作用和憎溶剂相互作用等。3、答案：(1)自由基的产生方法：热引发、光引发、过渡金属电子转移法。(2)过氧化苯甲酰、偶氮二异丁睛，引发温度60TO(TC4、答案：单元反应：为了在有机分子中引入或形成取代基(官能团)，以及为了形成杂环和新的碳环，所采用的化学反应，叫单元反应。单元反应的主要类型：卤化、磺化和硫酸酯化、硝化和亚硝化、还原和加氢、重氮化和重氮基的转化、胺解和胺化、煌化、酰化、氧化、水解、缩合、环合、聚合。5、答案：与芳环平面两测的环状电子云发生松散结合，未形成真正的化学键。6,答案：夺取芳环上的一对电子，与环上的某一C原子形成。键。7、答案：在反应中发生构型逆转是SN2型反应的重要标志。E2历程和SN2历程很相似。主要区别在于E2历程中碱性试剂进攻B-氢原子，而SN2历程中反应发生在-碳原子上。8,答案：因为如果用逆流操作，降膜反应器卜部的SOa浓度较高，一横化产物会继续横化，导致产物中二磺酸比并流操作时多，同时顶部排出的尾气中会含有十二烷基苯，污染环境。9,答案：芳香族炷类适合亲电取代反应。因为芳香环是一个共短体系，由于环上n电子云高度离域，电子云密度较高，容易发生亲电取代反应。10、答案：凡含一个碳原子的化合物如CH,、CO、CoHC*CHQH等参与反应的化学，称为Cl化学。11、答案：制备芳香族横酸的磺化剂：硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、三氧化硫一有机配合物、氯磺酸、亚硫酸土卜J1111.o制备脂肪族磺酸的横化剂：横氯化剂：SONS、横氧化剂：SO2+O2,亚硫酸盐。12、答案：向有机物分子的C原子上引入硝基生成C-NO-键的反应.13、答案：加入四丁基澳化筱起相转移催化剂的作用。因为正十二醇与漠化氢水溶液不互溶，反应速度慢，加入相转移催化剂四丁基澳化铁可以将澳负离子Br-与（C4H9）4N+形成离子对（C4H9）4N+.Br-转移到有机相，加速反应，缩短反应时间。14、答案：是指氢分子加成到烯基、快基、默基、虱基、芳环类等不饱和基团上使之成为饱和键的反应。它是键断裂与氢加成的反应。15、答案：是指有机物分子中某些化学键因加氢而断裂、分解成两部分氢化产物，它是。键断裂并与氢结合的反应.16、答案：从过渡状态理论来说，静电效应主耍考虑活化嬉AH#的变化，而活化炳S#的变化则忽略不计；静电效应没有考虑溶剂的类型（质子型和非质子型）、溶剂的EPD、EPA、以及溶剂化能力或配位能力等专一性溶剂化作用对反应速度的影响。17、答案：既有氢化，也有氢解，其反应过程如下：18、处eMlKr玄转化为目的产物的某反应物的摩尔数f,tt答案：心收率=一新鲜原而中该反应物反摩尔数X00%19、答案：因为在芳环上引入某些基团如-OH、-OR、-OAr.fit、-NHR、-NRR'、-NHAr、-CN和-SH等采用环上H的亲核取代相当困难。但是采用亲电取代可以在苯环上引入横基、硝基、亚硝基、卤基、烷基、酰基、翔甲基和偶氟基等。引入这些基团后，由于这些基团的吸电子作用使与之相连的C原子上的电子云密度比其它C原子降低得更多，因此该位置易发生亲核置换反应。20、答案：硝基苯催化氢化制苯胺的催化剂：Cu/硅藻土活性中心为金属单质Cu,载体硅藻土为多孔结构，增加活性中心的比表面积邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酊的催化剂：VA-TiO/ALO3活性中心为金属金属氧化物v,载体为球形光滑的或稀孔的刚玉、硅酸铝、碳化硅等，防止过度氧化三、综合题1、答案：原料价廉可靠。在一般生产中，原料成本是产品成本的主要部分。要考虑：首先选择价格便宜、来源可靠的原料；还耍考虑原料的质量和辅助原料的供应。技术先进可靠。考虑目前生产合理的现实意义与持续生产的长远意义。技术先进包括能使用廉价可靠的原料、先进的反应装置、高效的催化剂、设备少、流程短、能耗低、污染物少、以及管理方便、操作安全等.产品合格化和综合利用。符合产品标准（国家、行业、企业）。环境保护：切实可行。特殊材料及设备：来源有保证或有代用品。消耗指标尽量降低：主要原材料消耗指标、热能、动力等消耗指标低。技术路线选择的合适与否,最终表现在消耗指标上.2、答案：分离原理：利用不同异构体在某一反应中不同的化学性质而达到分离的目的。间二硝基苯中少量邻、对位异构体的去除，使用亚硫酸钠。因间二硝基苯与亚硫酸钠不反应，而其邻、对位异构体会发生亲核置换反应，生成可溶于水的相应的硝基苯横酸钠。0>01.吟SoM拶6（或中崎*6（或/+NaNO,NO1SO3Na（6-33）另外，在相转移催化剂存在下，用氢氧化钠溶液处理，使其邻、对位异构体发生亲核置换反应,生成可溶于水的相应的硝基苯酚钠，间二硝基苯不反应。也可以达到分离的目的。3、答案：生产特定目的产品:使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力.生产有机合成中间体或产品：如先横化成磺酸基，再将横酸基转变成其它基团（如羟基、氨基、虱基、氯基等）。（有机合成时）定位活化某些基团，以利于某些反应的进行：亲电质点:SO*HsSC、LSO*、HSOj和HSSOJ4,答案：溶剂的EPD性质和EPA性质以及介电常数影响溶质的离子化过程和离解过程。使离子原离子化成离子对的决定因素是溶剂必须具有强的EPD性质或EPA性质。而由离子对离解成独立离子，则溶剂必须具有高的介电常数。溶剂介电常数对离解过程有影响，只有e足够大的溶剂，才能使异性电荷之间的静电吸引力E显著降低，能够使离子对离解为独立离子。溶剂的离子化能力主要不是取决于有较高的介电常数，更重要的是溶剂还必须具有强的电子对给体(EPD)或电子对受体(EPA)的能力。这样才能使离子原的共价键异裂为离子键。5、答案：(1)SOs横化反应不可逆。不需要搅拌，反应过程不生成水，不产生(大量)废酸；反应活性高、速度快、设备生产效率高；横化剂用量少，成本低；产品纯度高，杂质少。(2)降膜式反应器。膜式磺化是将反应物料用分布器均匀分布于直管壁的四周，呈膜状，自上而卜.流动，反应在液膜表面进行，物料停留时间很短，几乎不存在物料返混现象，副反应机会少。(3)用空气稀释三氧化硫到35%(体积)，脂肪醇：SO3=I:1.02-1.03(摩尔比)四、反应题1、写出以下反应的主要产物、反应类型和机理：(1)答案：Cli.500CH2=CH-CH31=CH-CH2Cl是烯键a氢的取代反应，属自由基反应。(2)答案：Cl2,液相，无水，低温CH2=CH-CHjaKHCI-CH3是Ch对双键的亲电加成氯化反应。(3)答案：Cl2,水中，45-60'CCH2=CH-CH3JfcH2Cl-CHOH-CH+CH2OH-CHCl-CH1是次氯酸对双键的亲电加成反应。(4)答案：HBr,过氧化苯甲酰CHCHrHEl>CH?Er-C-CH3Cl是HBr对双犍的加成澳化，自由基反应。(5)答案：HCL低温CH2=CH-CH2CNC1L1-CH2-CH2-CN是HCl对双键的亲电加成反应。2,完成下列反应方程式：(1)答案：OOK。+4Br,0Fe + l痴R RO+ 4HBr(2)答案:CH3CH=CH2+HBr光照或引发剂÷CH3CH2CH2Br(3)答案：2H2NSO3H+CO2CO(NH2)2+SO3+H2SO4(4)答案:(5)答案:五、计算题1答案:解：C6H5C1：HSO3C1：Fe150112.5：450/116.5：350/56=1.3：3.7：6.4产品的收率(按氯苯计)=100/144.5÷150/112.5=51.9%2、答案：进料：新鲜苯：(780/78)×40=4Kmolh;循环苯：(780/78)×60=6Kmolh.产品中：氯苯：(450/112.5)X95%=3.8KnlOI/h;未反应苯：450×l.73%78=0.0998Kmolh。则：单程转化率：(4+6-6.0998)/10=39%；总转化率：(4-0.0998)/4=97.5%生成氯苯的选择性：3.8/(40.0998)=97.44%生成氯苯的总收率：(3.8/4)X100%=95%质量收率=450×95%780X100%=54.81%3、答案：WI(SO1)-100%+0.225W(S03)=100%+0.225*20%=104.5%W2(SOJ=98%W(SOJ=100%设：Ml为20%的发烟硫酸；M2为98%的硫酸；M为100%的硫酸=IOoOkg则Ml=(W-W2)(W1-W2)*M=(100-98)/(104.5-98)*1000=307.7kgM2=M-M1-1OOO-3O7.7=692.3kg