1、精细化学品与精细化工的概念与特点。
精细化学品:“凡能增进或赋予一种(类)产品以特定功能,或本身具有特定功能的小批量或高纯度化学品”。
精细化学品的特点:① 产品功能性强(专用性)② 批量小③ 品种多④ 利润率高⑤ 更新换代快
精细化工 :“生产精细化学品的工业”。 “它属于一类化工产品的生产行业” 。 精细化工的特点:① 多品种、小批量 ② 综合生产流程和多功能生产装置 ③ 高技术密集度 ④ 大量应用复配技术 ⑤ 新产品开发周期长,费用高 ⑥ 商品性强、市场竞争激烈
2、新领域精细化学品的类别。
食品添加剂、饲料添加剂、电子化学品、造纸化学品、塑料助剂、皮革化学品、表面活性剂、水处理剂等。
3、精细化率的定义、我国目前的精细化率。
精细化率是一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。我国目前的精细化率为45%。
4、世界精细化工的发展趋势。
发达国家新领域精细化工发展迅速、重视化境友好绿色精细化学品和超高功能及超高附加值产品,发展绿色化生产与生物工程技术。传统精细化工向发展中国家转移。
5、我国精细化工的现状与存在的主要问题。
●我国精细化工产品的自我供应能力已有了大幅度的提升,传统精细化工产品不仅自给有余,而且大量出口;新领域精细化工产品的整体市场自给率达到70%左右。一些产品在国际市场上具有较大的影响力。
●目前国内精细化工产品尚难以满足细分市场需求。以中低档产品为主,难以满足高端市场要求,以电子化学品为代表的高端精细化学品严重依靠进口。 ● 在快速变化的市场面前,我国的研发力量还很不足的,特别是薄弱的精细化工的基础性研究已成为我国开发新技术和新产品的重要制约因素。
● 部分国家以保护环境和提高产品安全性为由,陆续实施了一批新的条例和标准;我国也在不断加大与人民生活息息相关的工业品的安全管理力度和提%100?=化工产品的总值精细化工产品的总值)精细化工率(精细化率
高安全标准,这些因素对精细化工的发展提出更高的要求和挑战 。
6、有机合成的初始原料和主要基础原料(基础有机化学品)有哪些?
初始原料为煤、石油和天然气等,主要基础原料为乙烯、丙烯、丁二烯、苯、(甲苯)、二甲苯、(乙炔、萘)、合成气等。
7、碳一化学的概念、发展碳一化学的意义。
化学反应过程中反应物只含有一个碳原子的反应统称为碳一化学,是以煤气化制合成气为龙头,进而以合成气为原料的有机合成工业。意义是节约煤炭和石油资源,用少的碳原料生成多的燃料。
8、原子经济性反应及原子利用率的概念。
化学反应的原子经济性:是指反应物中的原子有多少进入了产物,理想的原子经济性的反应-是原子利用率100%的反应。
原子利用率:是指反应物原子转化为目标产物的百分比。
9、绿色化学的目标是什么?
绿色化学的目标就是运用化学原理和新化工技术,以“原子经济性”为基本原则,从源头上减少或消除化学工业对环境的污染,从根本上实现化学工业的“绿色化”,走资源-环境-经济-社会协调发展的道路。
10、单元反应的概念及主要类型。
单元反应:为了在有机分子中引入或形成上述取代基(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、烃化、酰化、氧化、水解、缩合、环合、聚合。
11、反应试剂的类型及特点。
反应试剂分为极性试剂和自由基试剂,其中极性试剂又分为亲电试剂和亲核试剂。
极性试剂: 能够供给或接受一对电子以形成共价键的试剂。
亲电试剂: 从基质上取走一对电子形成共价键的试剂 。特点:电子云密度低,%各反应物的量之和目标产物的量=%产物的量之和按化学计量式所得所有目标产物的量原子利用率=100100??
进攻分子的高电子云密度中心。具亲电性能。
亲核试剂: 提供给基质一对电子以形成共价键的试剂 。特点:电子云密度高,进攻分子的低电子云密度中心,具亲核性能。
自由基试剂: 含有未成对单电子的自由基或是在一定条件下可产生自由基的化合物称自由基试剂。
12、芳香族亲电取代反应的历程及特点。
大多数亲电取代反应是按照经过σ配合物中间体的两步历程进行的。
两步历程主要是通过“动力学同位素效应”和σ配合物中间体的分离及及其相对稳定性证明。
13、σ配合物和π配合物的概念及特点。
亲电性强的试剂通过夺取芳环上的一对电子,与环上的某一C 原子形成σ键得到的化合物为σ配合物,或称芳正离子。特点:较为稳定,有时能分离得到。
亲电性弱的试剂通过与芳环平面两测的环状π电子云发生松散结合,未形成真正的化学键得到的化合物为π配合物。特点:稳定性差。
14、动力学同位素效应的概念。
如果将反应物分子中的某一原子用它的同位素代替时,其反应速度会发生变化,这种反应速度的差异,称为动力学同位素效应。
15、影响芳香族亲电取代反应定位的主要因素。
a.已有取代基的性质 包括:极性效应和空间效应
b.亲电试剂的性质 包括:极性效应和空间效应
c.反应条件:主要-温度、催化剂和溶剂。上述因素中,最重要的是已有取代基的极性效应。
16、脂肪族亲核取代反应的主要历程及其主要影响因素。
(1)双分子历程(S N 2):S N 2表示双分子亲核取代。该历程中旧的化学键断裂
和新的化学键形成是同时的,没有中间产物生成,反应同步进行,其一般通式为: Ar
+H E
k 2ArE + H +Ar-H+E +k1k -1Ar
+H E σ络合物 (1)
(2) Nu-: + R-X [Nu δ-……R……X δ-]
Nu-R + X:-
过 渡 态
(2)单分子历程(S N1):S N1表示单分子亲核取代。该历程中反应是分两步进行的:第一步,中心C原子与离去基间发生键的异裂,生成一个不稳定的碳正离子中间体:R-X R+ + X-(控制步骤);第二步,碳正离子与亲
核试剂结合生成新的化合物:R+ + Nu:-R-Nu。
影响因素:(1)作用物结构:a. 电子效应:被进攻的碳原子上有给电性取代基,烷基正离子稳定性越大,有利于S N1;有吸电性取代基,有利于S N2。b. 空间效应:空间位阻有利于S N1。(2)离去基团的影响:越容易形成负离子(或接受电子能力强)的离去基团越有利于亲核取代反应的进行。(3)亲核试剂的影响:仅影响S N2。绝大多数试剂的亲核能力与其碱性强弱一致。同族元素,亲核性按电负性的下降而提高。(4)溶剂的影响:S N1反应在质子性溶剂中反应有利;S N2反应在非质子性溶剂中反应有利(在极性溶剂中使亲核试剂活泼性减弱)。
17、芳环上亲核置换反应的概念及特点。
反应时,亲核试剂优先进攻环上电子云密度最低的位置,故(反应难易和定位规律)与芳香族亲电取代反应相反。
特点:①由于芳香环和亲核试剂的电子云密度都比较高,所以这类反应较难发生。②当芳环上连接有吸电子基团时,使邻位和对位的电子云密度下降得比间位更多,该位有利于发生亲核取代反应。
18、β消除反应和α消除反应的概念、反应历程及其特点。
β消除:在相邻的两个碳原子上除去两个基团。生成烯(炔)烃、或碳与杂原子的双键。
α消除:在同一个碳原子上除去两个基团,也称1,1—消除。生成卡宾。
β消除反应的历程分为双分子历程(E2)和单分子历程(E1)。
(1)双分子消除反应历程(E2)
双分子消除反应通常在强碱性试剂存在下发生。当亲核性试剂的碱性试剂B 接近β-氢时,形成过渡态,而后发生C-H键和C-X键的同时断裂,形成
烯键。E2历程和S N2历程很相似。区别在E2历程中碱性试剂进攻β-氢原子,而S N2历程中反应发生在α碳原子上。按E2历程进行反应,离去基团的空间排布在理论上有两种,即顺式消除和反式消除。
(2)单分子消除反应历程(E1)
单分子消除反应历程(E1)分两步进行,分子上离去基先解离掉离去基(控制步骤)生成正碳离子,第二步消除β-质子后形成烯烃:
当形成的C正离子比较稳定时,反应优先按E1历程进行。E1和S N1反应常同时发生,两者比值常根据溶剂的极性和温度的不同而异。
19、自由基的产生方法。
热离解法、光离解法和电子转移法。
20、加成反应的类型。
亲电加成、亲核加成和自由基加成。
21、精细有机合成工艺(技术)路线选择的主要原则。
①原料价廉可靠。②技术先进可靠。③产品合格化和综合利用。④环境保护:切实可行。⑤特殊材料及设备:来源有保证或有代用品。⑥消耗指标:主要原材料消耗指标、热、能耗指标低。
22、化学计量学的9个基本概念。
反应物的摩尔比、限制反应物和过量反应物、过量百分数、转化率、选择性、理论收率、质量收率、原料消耗定额、单程转化率和总转化率(公式见书或课件)
23、有机合成中溶剂的主要作用。
①溶解作用;②影响反应机理。
溶剂不仅有溶解作用,而且对反应产生重要影响。主要是通过与反应物或产物发生各种相互作用来影响反应过程。如可提高反应选择性(提高主反应速度、抑制副反应)、影响反应历程、反应方向和立体化学等。
24、溶剂和溶质之间的相互作用力,专一性力的特点及其所包含的内容。
①库仑力②范德华力③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。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。
25、溶剂有哪几种分类方案?如何按照偶极矩和介电常数进行溶剂分类?(1)按化学结构分类: 分无机溶剂和有机溶剂。
(2)按偶极矩μ和介电常数ε分类
(3)按Lewis酸碱理论分类
(4)按Brφnsted酸碱理论分类
(5)按其起氢键给体的作用分类
(6)按专一性溶质溶剂相互作用分类
按偶极矩μ分类:μ>2.5D溶剂为极性溶剂(永久偶极),μ<2.5D(非质子弱极性溶剂)为非极性溶剂。
按介电常数ε分类:ε>15~20,为极性溶剂;ε<15~20,为非极性溶剂。
26、溶剂化作用以及发生溶剂化作用的主要原因。
溶剂化作用:每个被溶解的分子(或离子)被一层或几层溶剂分子所包围的现象。溶剂化作用是一种十分复杂的现象,它包括溶剂与溶质之间所有专一性和非专一性相互作用的总和,溶剂化作用是溶剂极性的本质,溶剂的“极性”,反应的就是它的总的溶剂化能力。
27、电子对受体溶剂、电子对给体溶剂、质子传递型溶剂和非质子传递型溶剂的主要特点。
电子对受体溶剂:具有一个缺电子部位或酸性部位,是亲电试剂,能择优地使电子对给体分子或负离子溶剂化。
电子对给体溶剂:具有一个富电子部位或碱性部位,是亲核试剂,能择优地使电子对受体分子或正离子溶剂化。
质子传递型溶剂:氢键给体能与负离子形成强的氢键,除乙酸及其同系物外,都是强极性。
非质子传递型溶剂:不能起氢键给体作用。
28、离子化过程和离解过程及其溶剂的影响。
离子化过程:离子原的共价键发生异裂产生离子对的过程。
离解过程:离子对(缔合离子)转变为独立离子的过程。
溶剂的性质不仅影响溶液中离子对和独立离子的比例,而且影响离子(正离子或负离子)的反应活性。介电常数ε足够大,使异性电荷之间的静电吸引力显著降低,能够使离子对离解为独立离子的溶剂,称为“离解性溶剂”。
(1)ε>40 ,强极性溶剂,溶质在其中几乎不存在离子缔合作用。但强极性容易引起离子的溶剂化作用,从而妨碍离子的自由运动和反应活性。
(2)ε=20~40,中等极性溶剂,在这类溶剂中,独立离子和缔合离子的比例取决于溶剂和电解质的结构。
(3)ε<10~15,非极性(弱)溶剂,在这类溶剂中实际上观测不出自由离子。
29、溶剂静电效应规则(Houghes-Ingold规则)及其局限性的原因。
(1)Houghes-Ingold规则:根据从起始反应物变为活化配合物时,电荷密度的变化来判断溶剂极性对反应速度的影响:
①若电荷密度增加,则增加溶剂极性使反应速度加快;
②若电荷密度降低,则增加溶剂极性使反应速度减慢;
③若电荷密度变化很小或不变化,则溶剂极性的变化对反应速度影响极小。(2)Houghes-Ingold规则的局限性的原因:
①从过渡状态理论来说,静电效应主要考虑活化焓△H#的变化,而活化熵△S#则忽略不计;
②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。
30、专一性溶剂化作用对S N反应速度的影响及其原因。
(1)质子传递型溶剂(H-S ):具有氢键缔合作用,是电子对受体,它能使负离子专一性溶剂化。
①加速(a)型S N1反应,因质子传递型溶剂有利于离去负离子X-的专一性溶剂化。
②加速(c)型S N2反应,因为所加入的质子传递型溶剂对活化配合物负端的氢键缔合作用比对反应质点Y:的缔合作用强。
③减慢(d)型S N2反应,因为质子传递型溶剂比较容易使反应质点Y-专一性溶剂化。
(2)非质子传递型极性溶剂,是电子对给体,它能使正离子专一性溶剂化。
①对(a)型S N1反应,不是使负离子X-溶剂化而是使反应质点R+专一性溶剂化,抑制反应速度。甚至改变反应历程,将(a)型S N1反应历程改为(d)型SN2反应历程。
②对(c)型S N2反应,非质子传递型极性溶剂不能使反应质点Y:专一性溶剂
化,但能使活化配合物的正端专一性溶剂化,使S N 2反应加速。
③ 对(d)型S N 2反应,使反应加速。因为非质子传递型极性溶剂介电常数高,易使亲核试剂M+Y -(离子体)离解,且易使正离子M+专一性溶剂化(溶剂的正端位阻大不易使Y -专一性溶剂化),从而使Y -成为活泼的“裸负离子”。
31、选择有机合成反应溶剂的原则。
①结构、组成稳定。在反应过程及后处理时不反应,不影响催化活性。
②对反应物溶解性好。③容易回收。④使用安全。⑤毒性小,三废易处理。⑥价格便宜,来源方便。
32、相转移催化反应与相转移催化剂的概念及特点。
相转移催化反应:两种处在不同相态间的反应物(互不相溶的两相)通过加入少量第三种物质后,可以使反应物在相间发生转换,从而使反应加速。这类反应就称为 “相转移催化”反应。这种可以使反应物在相间发生转换从而加速反应的物质叫“相转移催化剂”。相转移催化反应的特点:操作简便、反应条件缓和、反应时间缩短、产品质量和收率高等。
33、相转移催化的基本原理。
34、对相转移催化剂的基本要求。
①相转移催化剂的化学基本要求:a.能将反应所需离子从水相或固相转移到有机相;b.有利于该离子的迅速反应。
②相转移催化剂的工业基本要求:a.用量少、效率高、不应消耗或失效;b.来源方便、价格合理;c.毒性小。
35、相转移催化剂的主要类型及特点。
季铵盐型:将负离子从水相转移到有机相。价格便宜,工业应用多。
冠醚型:将正离子或中性离子从水相或固相转移到有机相。效果好、价格贵,目前限于实验室研究。
其它类型:如开链聚醚(聚乙二醇)。能配位正离子,有发展前途,价廉、方便、废液易处理。其它还有烷基磺酸盐、苯基硼化物等,能配位正离子。 季铵盐 亲核试剂 负离子交换
水相 Q +X - + M+Nu- ? M+X - + Q +Nu - (盐类) 界面 ? (相转移) (相转移) ? 亲核取代 有机相 Q +X - + R-Nu ← R -X + Q +Nu -
36、对硝基苯乙醚是由对硝基氯苯和氢氧化钠的乙醇溶液使用相转移催化剂季铵盐采用相转移催化法制得的,试画出该相转移催化过程的原理图。
37、均相配位催化及其主要特点。
均相配位催化指的是用可溶性过渡金属配合物作为催化剂,在液相对有机反应进行均相催化的方法。
优点:(1)选择性好(2)活性高(3)催化体系的预见性好
缺点;(1)催化剂贵,回收困难。资源少。(2)由于在酸性介质中反应,故需特种耐腐蚀材料。(3)耐温性差,<250℃。(4)某些Cat.,尤其用CO为原料时,需高压,如钴,30MPa。
38、均相配位催化剂的基本组成及其各部分主要作用、过渡金属及其配合物起催化作用的主要原因。
组成:过渡金属原子(中心原子)和配位体两部分。两个部分的作用:对均相配位催化剂来说,参加化学反应的主要是过渡金属原子(活性组分),配位体大多并不参加反应,主要是起调整催化剂活性、选择性和稳定性的作用。过渡金属及其配合物起催化作用的主要原因是存在空d轨道。
39、均相配位催化的基本反应与催化循环的特点。
(1)配位与解配(2)插入和消除(3)氧化和还原(4)氧化加成和还原消除
通过催化过程使反应物转化成目的产物,催化剂参加反应后又恢复原态,所以整个过程又叫做“催化循环”,均相配位催化循环是由上述均相配位催化过程的基本反应的适当组合构成的。
40、写出丙烯均相配位催化二聚生成2-甲基-1-戊烯的各步反应的反应式和反
应名称,并写出其催化循环图。
41、芳环上取代卤化的反应历程及主要催化剂类型。
亲电取代反应,反应通式:ArH + X2ArX + HX。
催化剂:金属卤化物、硫酸、碘、次卤酸等。
42、芳环上取代卤化时,溴化和氯化的主要差别及原因。
为充分利用溴素,常常加入氧化剂(氯酸钠、次氯酸钠)将反应中生成的溴化氢再氧化成溴。
43、苯氯化时主要影响因素及反应条件的选择。
(1)氯化深度的影响:目的产物为氯苯,降低氯化深度,提高苯的比例(4:1);目的产物为二氯苯,提高氯化深度,提高氯的比例,或采用高效催化剂。(2)混合作用的影响:返混作用使多氯苯的产量增加(部分产物停留时间过长),因此在设计反应器和工艺时尽量减小返混程度。
(3)反应温度的影响:T↑反应速度↑,但k2/k1↑。故早期工艺(釜式)温度控制35-40℃。塔式沸腾连续生产工艺采用78-80℃,是因为该工艺返混轻,而温度对选择性的影响小于返混的影响。为提高生产能力,故采用较高的温度。
(4)原料纯度的影响:严格控制噻吩、水、氢气的含量。
噻吩:易与催化剂反应,生成黑色沉淀;易与氯气反应,生成的付产物放出HCl,产生腐蚀。
水:水的存在大大降低有机物对Cat.三氯化铁的溶解度,使催化剂的有效浓度降低,降低反应速度。含水量>2‰时,反应不能进行。
氢气:火灾和爆炸事故。
(5)催化剂的选择:芳烃较活泼时,如芳环上有较强的供电子基(羟基、氨基),可不用催化剂;活性较低的芳烃(甲苯、苯、氯苯),用金属卤化物,如FeCl3。不活泼的芳烃(蒽醌等),强催化剂和苛刻条件,如浓硫酸、碘或氯化碘Cat.。
(6)反应介质的选择:反应温度下为液态的芳烃,可不用介质,或认为反应物本身即为介质,如苯、甲苯、硝基苯;反应温度下为固态的,且性质较活泼的,可悬浮在水中,在盐酸或硫酸存在下进行卤化,如对硝基苯胺;反应温度下为固态的,且较难卤化,则往往需要溶解在浓硫酸、发烟硫酸或氯磺酸介质中进行卤化,或用更难卤化的有机溶剂作介质,有时用碘作催化剂;如水杨酸在氯苯或醋酸中的氯化。
44、苯氯化生产氯苯的三种工艺类型及特点。
45、脂烃及芳环侧链取代氯化反应历程、引发条件选择及影响因素。
脂烃及芳环侧链的取代卤化反应,属于自由基反应。
引发条件有热裂解法、光离解法和电子转移法,其中电子转移法容易引发副反应,如亲电取代反应,前两种方法较常用。
影响因素:(1)引发条件及温度的影响:引发条件直接影响到自由基反应的快慢。a.光照引发:特点:①紫外光照射最有利(能量高,有利于引发自由基)。
②λ<300nm的紫外光,不能透过普通玻璃。b. 高温引发:分子的热离解能越高,需要的温度越高。
(2)催化剂及杂质的影响:a.金属杂质:卤化反应时,不能接触金属内壁或金属杂质。原因:易产生金属卤化物,不仅抑制自由基反应,还催化烯烃和
芳烃的加成卤化或环上的亲电取代卤化。b.氧气(杂质阻化剂):抑制反应,使链反应终止。c.固体杂质或粗糙的器壁:容易使链终止。
(3)氯化深度的影响:自由基取代是一连串反应,产物组成随氯化深度而变化。氯化深度越大,多氯化物产率越高。若目的产物为一氯化物,则应严格控制反应的氯化深度或原料比例。
46、双键的加成卤化主要有几种反应历程?
有两种不同的反应历程,即亲电加成和自由基加成。
47、置换卤化的机理、优缺点。
机理:亲核置换反应。优点:不发生多卤化、无异构产物、产品纯度高。在制药及染料工业应用多。缺点:步骤多。
48、有机氟化物是采用何种方法生产的?原因何在?
用置换氟化的方法;因为氟分子不易进行取代氟化(极性强,不易生成氟正离子),而自由基反应又太剧烈,难以控制,有爆炸危险,故不直接氟化。49、写出以下反应的主要产物和反应类型
(1)CH2 = CH—CH3 Cl2,500℃(CH2=CH-CH2Cl,自由基取代)
(2)CH2 = CH—CH3 Cl2,液相,无水,低温(CH2Br-CHBr-CH3,亲电加成)(3)CH2 = CH—CH3 Cl2,水中,45~60℃(CH3-CHOH-CH2Cl,亲电加成)(4)CH2 = CH—CH3 HCl,活性白土,120~140℃(CH3CHCl-CH3,亲电加成)(5)CH2 = CH—CH2Cl HBr,过氧化苯甲酰(CH2Br-CH2-CH2Cl,自由基加成)(6)CH2 = CH—CH2CN HCl,低温(CH2Cl-CH2-CH2CN,亲电加成)
50、指出以下试剂,哪些是亲电试剂、亲核试剂和自由基试剂。
PCl3(侧链氯化催化剂)自由基试剂
PCl3(氯置换羟基反应剂)亲核试剂
HBr(溴置换羟基反应剂)亲核试剂
HBr(丙烯制2-溴丙烷反应剂)亲电试剂
HBr(丙烯制1-溴丙烷反应剂)自由基试剂
Cl2(石蜡氯化反应剂)自由基试剂
Cl2(甲苯环上取代氯化反应剂)亲电试剂
Cl2(甲苯侧链氯化反应剂)自由基试剂
51、简述由甲苯制备以下化合物的合成路线、各步反应的名称和大致反应条件:
52、工业上常用的芳烃磺化剂有哪些?各有何特点?
硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸、亚硫酸钠等。
工业硫酸:两种规格。92.5%(也称矾油)和98%的硫酸。
发烟硫酸:两种规格。含游离SO3 20%和65%。
53、发烟硫酸浓度如何表示?两种浓度之间如何换算?
浓度表示方法:可用游离SO3 的含量w(SO3)表示,也可用H2SO4的含量w(H2SO4)表示。发烟硫酸两种浓度的换算:w(H2SO4)=100% + 0.225w(SO3) w(SO3)=4.44 [w(H2SO4)-100%]
54、要配制1000kgH2SO4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?
解:设需要m1kg 98%硫酸和m2kg 20%发烟硫酸,对于20%发烟硫酸,换算成w(H2SO4)=100% + 0.225*20%=104.5%.
m1+m2=1000,m1*0.98+m2*1.045=1000*100%,解得:m1=692.3,m2=307.7
所以需要692.3千克98%的硫酸和307.7千克20%发烟硫酸。
55、用600kg98%的硫酸和500千克20%发烟硫酸,试计算所配硫酸中游离SO3的质量含量。
解:对于20%发烟硫酸,换算成w2(H2SO4)=100% + 0.225*20%=104.5%.
所配硫酸w(H2SO4)=[m1w1(H2SO4)+m2w2(H2SO4)]*100%/(m1+m2)=(600x0.98+
500x1.045)*100%/(600+500)=100.95%.所配硫酸w(SO3)=4.44 [w(H2SO4)-100%]=4.44x(100.95%-100%)=4.22%.
所配硫酸中游离SO3的质量含量为4.22%。
56、芳香族磺化的亲电质点有哪些?水是如何影响磺化反应速度的?
亲电质点有:SO3、H2S2O7、H2SO4、HSO3+和H3SO4+等。
以硫酸为磺化剂,当水很少时,磺化反应的速率与水浓度的平方成反比,即生成的水量越多,反应速率下降越快。
57、芳烃磺化生产工艺及其特点?液相磺化产物的分离方法有哪些?
(1)过量硫酸磺化-“液相磺化”(2)共沸去水磺化(又称“气相磺化”)优点:反应生成的水与过量芳烃一起共沸蒸出,磺化剂浓度降低慢,硫酸利用率高(90%以上)。(3)芳伯胺的烘焙磺化(4)三氧化硫磺化优点:a.不生成水,不产生(大量)废酸;b.反应活性高、速度快、设备生产效率高;c.磺化剂用量少,成本低;d.产品纯度高,杂质少。(5)用氯磺酸磺化特点:副反应少、产品纯度很高;氯磺酸价格贵。(6)置换磺化
a. 稀释析出法
b.稀释盐析法
c. 中和盐析法
d.脱硫酸钙法
e. 萃取分离
58、写出十二烷基苯制备十二烷基苯磺酸钠的主要工艺及其工艺条件。
用稀释的气态三氧化硫磺化工艺,可用空气稀释三氧化硫到2~8%,用降膜式反应器在不高于30°C下进行磺化,十二烷基苯与SO3的摩尔比为1:1.05,反应产物经气液分离后于40~45°C下老化30分钟,再加入磺酸量1~1.5%的水进行老化(破坏酸酐、水解SO3),后用20%NaOH水溶液中和。
59、脂肪烃的主要磺化工艺及磺化剂有哪些?磺化机理及磺化工艺特点?(一)烷烃的磺氯化 1.磺氯化剂:SO2+Cl2 2.自由基反应 3.烷基磺酸盐生产工艺:类似液相氯化的自由基光化反应过程。连续工艺:塔式反应器。间歇工艺:槽式反应器分批操作。
(二)烷烃的磺氧化1.磺氧化剂:SO2+O2 2.自由基反应
(三)置换磺化1.磺化剂:亚硫酸盐2.亲核置换反应
(四)加成磺化1.磺化剂:亚硫酸盐2.亲电加成反应
60、脂肪族置换磺化和芳香族置换磺化有何异同?
相同点:都是用亚硫酸盐置换其他取代基,且都是亲核置换反应。
不同点:原料和产物不同,前者原料烷烃衍生物,产物烷基磺酸盐,后者原料芳烃衍生物,产物芳烃磺酸盐。
61、常用的硫酸化原料和硫酸化剂有哪些?它们的反应活性有何差别?
原料:醇和烯烃;硫酸化剂:硫酸、三氧化硫、氨磺酸、氯磺酸。
硫酸:反应速度随水量的增加而降低;三氧化硫:反应迅速,瞬时完成;
氨磺酸:反应缓和、不可逆;氯磺酸:反应迅速(室温下)、不可逆。
62、十二烷基硫酸酯和十二烷基磺酸盐分别采用什么工艺生产?各自特点?
十二烷基磺酸盐用稀释的气态三氧化硫磺化工艺,可用空气稀释三氧化硫到2~8%,用降膜式反应器在不高于30°C下进行磺化,十二烷基苯与SO3的摩尔比为1:1.05,反应产物经气液分离后于40~45°C下老化30分钟,再加入磺酸量1~1.5%的水进行老化(破坏酸酐、水解SO3),后用一定浓度的相应碱液中和。
63、画出用SO3法连续生产十二烷基硫酸酯的流程图,标明主要物料的名称及进料位置,并回答下列问题:
(1)与硫酸酯化法相比较,采用SO3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SO3有何要求?各有何特点?
(1)三氧化硫磺化反应不可逆,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;磺化剂用量少,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,自上而下流动,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2~8%(体积),脂肪醇:三氧化硫=1:1.02~1.03(摩尔比)。
64、工业硝化方法主要有哪些?各有何特点?
(1)稀硝酸硝化:对易硝化的芳族化合物。如酚类、某些芳胺等。硝酸约过量10~65%。
(2)浓硝酸硝化:难硝化物如蒽醌的硝化。硝酸要过量好多倍。过量的硝酸要设法回收利用。
(3)浓硫酸介质中的均相硝化:反应物、或产物是固态时,可将被硝化物溶解在大量的浓硫酸中,然后加入硝酸或混酸(硝酸和硫酸的混合物)进行硝化。特点:硝酸过量很少、产率高、应用广泛。
(4)非均相混酸硝化:反应物、产物都是液态,且难溶或不溶于混酸时,常用此法。特点:需剧烈搅拌。
(5)有机溶剂中硝化:特点:a.避免使用大量硫酸作溶剂,减少或消除废酸量;b.提高选择性(有针对性的选择溶剂)。
65、硝化活性质点是什么?产生活性质点对硝酸浓度有何要求?
活性质点:NO2+;混酸中水的摩尔数达到50%以上时,混酸中几乎没有NO2+,纯硝酸中约1%的硝酸转化为NO
+,水使反应左移,含水量5%的硝酸,
2
几乎已没有NO2+的存在,浓硝酸(75-95%)中:99.9%呈分子状态,硝酸(< 70%),不能形成NO2+,稀硝酸(< 50%):硝化活性质点为亚硝基阳离子NO+。
66、硫酸浓度是如何影响非均相硝化反应的?
混酸中硫酸浓度是影响反应速度的重要因素,按照速度常数随硫酸浓度的变化,可将非均相硝化反应分为3种类型:
缓慢型:硫酸浓度低、反应速度慢,扩散速度大于化学反应速度。酸相中反应为主(界面处反应极少)。动力学控制区(也称动力学型)。
快速型:随硫酸浓度提高,酸相中反应速度加快,反应在酸膜或两相边界层上进行。芳烃向酸膜中的扩散成为控制步骤(传质控制,扩散控制)。也称慢速传质型。
瞬间型:硫酸浓度再高,反应速度快速到酸相中无反应物,反应在两相界面上发生。传质是控制步骤,也称快速传质型。
67、苯乙基甲醚(C6H5CH2CH2OCH3)一硝化时,为得到更多的对硝基产品,应选用下列哪种硝化剂(A 混酸B硝酸-乙酐,选A)。
68、什么是相比和硝酸比?什么是硫酸脱水值和废酸计算含量?
(1)相比(酸油比):混酸与被硝化物的质量比。
(2)硝酸比:硝酸和被硝化物的分子比。
(3)硫酸脱水值:硝化终了时废酸中硫酸和水的计算质量比。
(4)废酸计算含量:硝化终了时废酸中的硫酸计算含量(质量分数)。
69、硝化产物的分离原理及方法。硝化异构产物的分离原理及方法。
硝化产物的分离原理:(1)硝化产物与废酸具有较大密度差,分层分离。(2)加水稀释以减少硝基物在浓硫酸中的溶解度。其它分离方法:有机溶剂萃取。硝化异构产物的分离原理及方法:(一)化学法,分离原理:不同异构体之间的反应特性不同。(二)物理法:(1)精馏和结晶相结合:根据硝基化合物各异构体间沸点和凝固点的差异,采用精馏和结晶相配合的方法进行分离提纯。
(2)萃取分离:根据硝基化合物各异构体间溶解度的差异,在不同的溶剂或混酸、硝酸、硫酸中进行分离。
70、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?
使用亚硫酸钠置换磺化方法除去。原理:间二硝基苯与亚硫酸钠不反应,而邻二硝苯和对二硝苯会发生亲核置换反应,生成可溶于水的相应的硝基苯磺酸钠。
71、双锅串联硝基苯生产工艺流程。
混酸硝化(2个锅、温度不同)、连续分离器分离,分离后:废酸用新鲜苯连续萃取,萃取出的酸性苯循环利用,废酸去浓缩回用;连续分离器出来的酸性硝基苯经水洗、碱洗除去酸性杂质、酚类等,得到中性硝基苯。
72、绝热硝化法的工艺特点及优缺点。
工艺特点:苯过量5~10%、混酸量大(含水量高)不需冷却设备、4个硝化锅串联、反应温度高(出口温度132-136℃)。
优点:(1)温度高,速度快;(2)苯过量,硝酸几乎全部转化,副产物少;(3)不需冷却系统、安全性好;(4)可利用反应热浓缩废酸。是目前最先进的生产工艺。成本低、污染少。
缺点:该工艺需要在压力下密闭操作(防止苯的损失、防止空气氧化),闪蒸设备要用特殊材料钽。
73、工业上的亚硝化方法及特点。
亚硝化方法:亚硝化时一般在低温下用亚硝酸钠在不同的酸中进行反应。(1)将亚硝酸钠与反应物混合,然后滴入强酸进行反应。
(2)将亚硝酸钠与反应物溶于碱性水溶液中,然后滴入强酸反应。
(3)将亚硝酸钠与冰醋酸或亚硝酸酯与有机溶剂进行亚硝化反应。
74、何谓Fischer-Hepp 重排?
亚硝酸与仲芳胺反应时,先生成N-亚硝基衍生物,然后在酸性介质中异构化,发生内分子重排而转化成C-亚硝基衍生物。
75、常用的氨解剂有哪些?它们各有何优缺点及应用范围?
氨解剂:液氨、氨水、气态氨或含氨基的化合物,如尿素、碳酸氢胺和羟胺等。
液氨:主要用于需要避免水解副反应的氨解过程,用液氨的缺点:操作压力高、
过量的液氨难以液氨的形式回收。
氨水:对于液相氨解过程是广泛使用的氨解剂。优点:过量的氨可用水吸收循环使用,氨水还可溶解某些催化剂和还原抑制剂。缺点:氨水对某些芳香族被氨解物溶解度小,水的存在有时会引起水解副反应。
气态氨:用于气固相接触氨解和胺化。含氨基的化合物只用于个别氨解和胺化反应。
76、醇羟基氨解的主要用途及采用的主要工艺。
(1)醇类的气固相接触催化氨解:该法主要用于甲醇的氨解制二甲胺。(2)醇类的气固相临氢接触催化胺化氢化:从C2~C4等低碳醇制备相应的胺类。
(3)醇类的液相氨解:主要用于C8~C10醇的氨解。
77、醇类气固相临氢接触催化胺化氢化的反应机理、催化剂活性组分的作用。反应机理:四步。包括醇脱氢生成醛、醛与氨(胺)加成胺化生成羟基胺、羟基胺脱水生成烯亚胺、烯亚胺加氢生成胺(伯、仲、叔)。
催化剂的作用:Cu─催化醇脱氢生成醛,Ni─催化烯亚胺加氢生成胺。78、写出以乙醛、氨为原料进行气固相临氢接触催化胺化氢化制备三乙胺的化学反应历程式,并说明主要工艺条件。
催化剂:活性组分Cu-Ni,载体Al2O3或沸石或酸性白土;200℃左右;一定压力。
79、环氧乙烷与氨水反应制备乙醇胺时应如何控制原料配比?原因何在?
产物中各种乙醇胺的比例取决于氨与环氧乙烷的摩尔比,氨与环氧乙烷摩尔比为1:1时,产物中三乙醇胺>二乙醇胺>一乙醇胺,说明环氧乙烷与胺反应速度比与氨快,欲提高一乙醇胺产率,应使氨过量。
80、脂族卤素衍生物的氨解属什么反应机理?多乙撑胺的主要生产工艺及条件。
脂链上氯原子的亲核反应。生产工艺:从二氯乙烷制乙撑胺类;工艺条件:T:160~190℃;P:2.5MPa;t:15min。
81、芳伯胺的制备方法有哪些?氨解法制备芳伯胺属何种反应机理?氨解法制备芳伯胺的主要类型有哪些?
(一)硝化还原法、氨解法
(二)亲核置换反应
(三)卤基的氨解、酚羟基的氨解、磺基或硝基的氨解等。
82、芳环上卤基的氨解氨水大大过量的原因。
(1)抑制生成二芳基仲胺和酚的副反应;
(2)降低反应生成的氯化铵在高温时对不锈钢材料的腐蚀作用;
(3)过量氨水对反、产物起溶解作用,改善反应物流动性,提高反应速度。
83、要在萘环的β位上引入氨基,需采用何种方法?可否采用硝化还原法和
《金属工艺学》试卷A 1、填空题(共20分,每小题2分) 1. 金属材料的力学性能主要包括 强度 、 硬度 、 塑性 、 韧性 等。 2. 金属的结晶过程包括 晶核形成 和 晶核长大 。 3. 过冷奥氏体的等温转变产物有 珠光体 、 贝氏体 和 马氏体 三种类型。 4. 电阻焊按接头形式包括 点焊 、 缝焊 和 对焊 。 5. 合金的流动性差,易产生 浇不足 、 冷隔 等铸件缺陷。 6. 焊接热影响区包括 熔合区 、 过热区 、 正火区 、 部分相变区 。 7. 按照外形不同,切屑可分为 节状切屑 、 带状切屑 、 粒状切屑 、 崩碎切屑 四类。 8. 一般机械加工中,使用最多的刀具材料是 高速钢 和 硬质合金 。 9. 常用的切削液有 水溶液 、 切削油 和 乳化液 。 10. 板料冲压的基本工序可分为两大类 分离工序 和 成形工序 。 2、选择题(共20分,每小题2分) 1. 金属在疲劳试验时,试样承受的载荷为( 4)。 (1) 静载荷 (2) 动载荷 (3) 冲击载荷 (4) 交变载荷 2. 固溶强化的根本原因是( 3)。 (1) 晶格类型发生变化 (2) 晶粒变细 (3) 晶格发生畸变 (4) 晶格发生滑移 3. A1、Ar1、Ac1、A3之间的关系为( 2 )。 (1) A1>Ar1>Ac1>A3 (2) Ar1 1、精细化学品的定义是什么? 精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品,是指对化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品 2、精细化学品的分类:精细有机化学品、精细无机化学品、精细生物制品 特点:生产特性,小批量、多品种、复配型居多;技术密集度高;多采用间歇式生产装置;生产流程多样化 经济特性,投资效率高、附加价值高、利润率高; 商业特性,市场竞争激烈、重视市场调研、适应市场需求、重视技术的应用服务、要求技术保密、独家经营; 产品特性,具有一定的物理功能、化学功能和生物活性 3、选择聚合物助剂是应注意:与树脂的配伍性、耐久性、对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、协同效应 4、常用的塑料加工助剂有增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、发泡剂 5、DOP邻苯二甲酸二辛酯、DBP邻苯二甲酸二丁酯、TPP磷酸三苯酯、DOA己二酸二辛酯 6、表面活性剂分为哪几类各自具有什么特点? 阴离子表面活性剂一般都具有好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、去污等作用阳离子表面活性剂它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染色助剂等之外,还用作矿物浮选剂、防锈剂、杀菌剂、防腐剂等 两性活性剂由阳离子部分和阴离子部分组成的表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不电离,其亲水是主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成 7、化妆品的辅助原料有哪些? 表面活性剂、香料、色素、防腐剂、保湿剂、营养剂、防晒剂、收敛剂 8、亲水亲油平衡值(HLB)是指:反应表面活性剂的亲水基和亲油基之间在大小和力量上的平衡程度的量 计算:非离子型聚乙二醇和多元醇类(亲水基的分子量*100)/(表面活性剂分子量*5)=(亲水基的分子量*100)/(疏水基分子+亲水基分子量)*5 多元醇脂肪酸酯 20(1—S/A) S酯的皂化值 A原料脂肪酸的酸值 聚乙二醇类 EO/5 EO聚环氧乙烷部分的质量分数 离子型 7+∑亲水基基团数+∑亲油基基团数 9、常用食品防腐剂主要有哪四类?试简要说明 苯甲酸及其盐类食品中可大量食用 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类防腐效果好,毒性低,无刺激性 丙酸及丙酸盐新型防腐剂,对人体无毒副作用 10、日允许摄入量ADI:人一生中每日从食物或饮水中摄取某种物质而对健康无明显危害的量 半致死量LD50值:在动物急性毒性试验中,使受试动物半数死亡的毒物剂量 中毒阈量:能引起机体某种最轻微中毒现象的剂量 11、试画出聚酸乙烯酯乳液生产的工艺流程图 12、(1)试画出溶剂型橡胶胶黏剂生产的方块流程图,并说明生产中的注意事项 P145图5-12 (2)请画出连续生产法生产DOP的示意图 P16图2-2 13、写出双酚A型环氧树脂的合成反应式 P137 课后习题 思考题(第一章) 1 现代化学工业的特点就是什么? 2 化学工艺学的研究范畴就是什么 3 简述石油化工原料乙烯的用途 4 利用合成气可以合成哪些产品 5 您觉得应该如何来学习该门课程? 6 化学工艺与化学工程有何不同? 思考题(第二章) √1 为什么说石油、天然气与煤就是现代化学工业的重要原料资源?它们的综合利用途径有哪些? 2生物质与再生资源的利用前景如何? 3 何谓化工生产工艺流程?举例说明工艺流程就是如何组织的。 4 何谓循环式工艺流程?它有什么优缺点? 5 何谓转化率?何谓选择性?对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率与选择性两个指标? 6 催化剂有哪些基本特征?它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂? 7 在天然气开采中,有时可获得含有C6~C8烃类的天然汽油,为了改善其辛烷值,用蒸馏塔除去其中的轻组分。如果天然汽油、塔顶馏出物与塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为: 物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物 1、C6H14 25 0 60 2、C7H16 25 21、5 30 3、C8H18 50 78、5 10 假设它们的密度为0.8g/cm3,那么,从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油?(1桶= 42 US加仑, 1US加仑=3、78541dm3, 1dm3 =103cm3) 8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物,其质量组成各占50%,进料流量为10000kg/d,从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯;柱底馏出物含95%甲苯。离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量就是8000kg/d,全部冷凝为液体后,部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部,其余取出即为产品。求回流与取出产品量之比。 在一个加氢裂化器中,较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。已知输入与输出的烃类组成为: a) 烃类输入输出 b) C5H12 10 mol% c) C6H14 40 mol% d) C7H16 20 mol% e) C12H26 100 mol% 30 mol% (1)每100 kmol原料烃可生产出多少C5~C7烃产品? (2)每100 kmol原料烃消耗多少氢气? (3)如果原料烃的密度就是0.9 g/cm3,输出烃的密度就是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃? 9 假设某天然气全就是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的干基摩尔组成为86、4%N2、4、2%O2、9、4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。 10 在高温下裂解天然气可获得炭黑与含氢的裂解气。已知天然气的体积组成为82、3%CH4、8、3%C2H6、3、7%C3H8与5、7%N2,产生的炭黑可以视为纯碳,裂解气含60、2%H2、23、 金属工艺学复习题 第一篇 1.钢的热处理一般由_加热_、_保温_、_冷却_三个阶段组成。 2.α—Fe是_体心_立方晶格。金属的晶格类型主要有___体心立方晶格___、__面心立方晶格___、___密排六方晶格___三大类。 3.金属材料的塑性常用____伸长率___和___断面收缩率__来判断。 4.合金工具钢主要用于制造__刀具__、__量具__、__模具__等,含碳量甚高。 5. 在拉伸试验中,试样拉断前能承受的最大应力称为材料的(抗拉强度)。根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的应力——应变曲线(拉伸图)可以确定出金属的(强度和塑性) 6. 金属材料表现出是力学性能的是(D) A 导电性 B 抗氧化性 C 导热性 D 硬度 7.钢是以铁为主要元素的铁碳合金,一般含碳量小于( 2.11% ) 8.调质处理就是(淬火并高温回火)的复合热处理工艺。工件淬火及_高温回火_的复合热处理工艺,称为调质。 9.根据溶质原子在溶剂中所占位置不同,固溶体可分为_置换固溶体_和_间隙固溶体__两种。 10.下列是表面热处理的是(表面淬火、渗碳、渗氮) 11.金属力学性能的有(强度、硬度、韧性)等, 金属疲劳的判断依据是(疲劳强度) 12.铁碳合金相图中,S点是(共析点) 13.常见的碳素钢按用途分为_(碳素结构钢、碳素工具钢)两大类。45钢是(优质碳素结构钢), T12中含碳量平均为( 1.2% ) 14. 分别填出下列铁碳合金组织的符号。奥氏体___A____ 铁素体____F____ 珠光体____P____ 15.不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法(布氏硬度) 名词解释: 1. 强度:金属材料在力的作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力 2.固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体 3.过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差,称之为过冷度。 4.退火:退火是将刚加热、保温,然后随炉火埋入灰中使其慢慢冷却的热处理工艺。 5.疲劳强度:当循环应力低于某定值时,疲劳曲线呈水平线,表示该金属材料在此应力下可经受无数次应力循环仍不发生疲劳断裂,此应力值称为材料的疲劳强度。 6.过冷现象:实际结晶温度低于理论结晶温度,这种现象称为“过冷” 7.相:在合金组织中,凡化学成分、晶格构造和物理性能相同的均匀组正部分成为相。 简答题: 1.什么是“过冷现象”?过冷度指什么? ①、实际结晶温度低于理论结晶温度,这种现象称为“过冷”。 ②、理论结晶温度与实际结晶温度之差,称为过冷度。 2.下列符号所表示的力学性能指标的名称是什么? σ b :抗拉强度 σ-1 : 疲劳强度 δ:伸长率 αk :冲击韧度 HBS:卒火钢球 ★释义: 精细化工:生产精细化学品的工业称精细化学工业,简称精细化工 精细化学品:凡能增进或赋予一种(一类)产品以特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品,称精细化学品。 化工产品附加值::产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值,包括:利润、工人的工资、动力消耗以及技术开发等费用。 纳米技术:是指研究电子、原子和分子在0.1—100纳米尺度空间的在运动规律、在运动特点,并利用这些特性制造出特定功能的物质的技术。 是指在纳米尺度的围,通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的技术。即研究100纳米到1纳米围物质所具有的特异现象和特异功能,并在此基础上制造新材料,研究新工艺的方法与手段。 纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既不同于原来的原子、分子,也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料,即为纳米材料。 尺度达到纳米级,而性能既不同于其原子或分子,也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料。 感光材料:指曝光后发生化学变化,经适当的显影定影处理,能够形成影像的材料。 染料索引:《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品,分别按它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编号,逐一说明他们的应用特性,列出它们的结构式,注明其合成方法,附有同类商品名称的对应表。 香料和香精:香料:气味有益的香味质。不仅包括香味物质,有时为了调香的需要往往要采用臭味物质,因此,某些臭味物质也属于香料畴。 香精是香料成品(亦称调和香料) 变色涂料:是指涂层的颜色随环境条件如光,温度,湿度,PH值,电场,磁场等变化而变化的一种特殊涂料。 环保染料:按照生态纺织品的要求,以及禁用了118种染料以来,环保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点,环保型染料应包括以下十方面的容: (1)不含德国政府和欧共体及其它Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的偶氮染料; (2)不是过敏性染料; (3)不是致癌性染料; (4)不是急性毒性染料; (5)可萃取重金属的含量在限制值以下; (6)不含环境激素; (7)不含会产生环境污染的化学物质; (8)不含变异性化合物和持久性有机污染物; (9)甲醛含量在规定的限值以下; (10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下; 食品添加剂:为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。胶粘剂:靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。 物理吸附:基于德华力、氢键和静电力,它相当于流体中组分分子在吸附剂表面上的凝聚,可以是单分子层,也可以是多分子层。物理吸附一般速度较快且是可逆的。 化学吸附:基于在固体吸附剂表面发生化学反应使吸附质和吸附剂之间以化学键力结合的吸附过程,因此选择性较强。化学吸附一般速度较慢,只能形成单分子层且不可逆。 瓷材料:瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料的通称。 工业上应用的典型的传统瓷产品如瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展,出现了许多性能优良的新型瓷。 增塑剂:凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度降低,塑性增加,更易于加工的助剂即为增塑剂。 LD50值:(半数致死量,亦称致死中量),它是粗略衡量急性毒性高低的一个指标。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量,其单位是mg/kg(体重)。 ADI值:(人体每日摄入量):它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量,以每公斤体重摄入的毫克数表示,单位是mg/kg。 食品安全问题:世界卫生组织对于食品安全问题的定义包含两个方面: ?一是有毒、有害物质; 第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程?举例说明工艺流程是如何组织的? 答:化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程?它有什么优缺点? 答:循环流程的特点:未反应的反应物从产物中分离出来,再返回反应器。 循环流程的优点:能显著地提高原料利用率,减少系统排放量,降低了原料消耗,也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点:循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累,对反应速率和产品产率有影响,必须定期排出这些物质以避免积累。同时,大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率?何谓选择性?对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标? 答:转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中,选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小,能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系,希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是,通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低,所以不能单纯追求高转化率或高选择性,而要兼顾两者,使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征?它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂? 答:三个基本特征: ①催化剂是参与了反应的,但反应终了时,催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面: ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程,发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数,防止损害催化剂。 催化剂使用时,必须在反应前对其进行活化,使其转化成具有活性的状态,应该严格按照操作规程进行活化,才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件:①采用结构合理的反应器,使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布,防止超温;②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除,使毒物含量低于催化剂耐受值以下;③在有析碳反应的体系中,应采用有利于防止析碳的反应条件,并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏;固体催化剂在装填时要防止污染和破裂,装填要均匀,避免“架桥”现象,以防止反应工况恶化;许多催化剂使用后,在停工卸出之前,需要进行钝化处理,以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的摩尔分数组成(干基)为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。 解:设烟道气(干基)的量为100mol。 反应式:CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量:16 32 44 18 机械制造工艺学复习题 含参考答案 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] 机械制造工艺学 一、填空题: 1.对那些精度要求很高的零件,其加工阶段可以划分为:粗加工阶段,半精加工阶 段, , 。 2.根据工序的定义,只要 、 、工作对象(工件)之一发生变化或对工 件加工不是连续完成,则应成为另一个工序。 3.采用转位夹具或转位工作台,可以实现在加工的同时装卸工件,使 时间与 时间重叠,从而提高生产率。 4.尺寸链的特征是关联性和 。 5.拉孔,推孔,珩磨孔, 等都是自为基准加工的典型例子。 6.根据工厂生产专业化程度的不同,生产类型划分为 、 和 单件生产三类。 7.某轴尺寸为043.0018.050+ -φmm ,该尺寸按“入体原则”标注为 mm 。 8.工艺基准分为 、 、测量基准和装配基准。 9.机械加工工艺过程由若干个工序组成,每个工序又依次分为安装、 、 和走刀。 10. 传统的流水线、自动线生产多采用 的组织形式,可以实现高生产率生产。 11. 选择粗基准时一般应遵循、、粗基准一般不得重复使用原则和便于工件装夹原则。 12. 如图1所示一批工件,钻4—φ15孔时,若先钻1个孔,然后使工件回转90度钻下一个孔,如此循环操作,直至把4个孔钻完。则该工序中有个工步,个工位。 图1 工件 13. 全年工艺成本中,与年产量同步增长的费用称为,如材料费、通用机床折旧费等。 14. 精加工阶段的主要任务是。 15. 为了改善切削性能而进行的热处理工序如、、调质等,应安排在切削加工之前。 16.自位支承在定位过程中限制个自由度。 17.工件装夹中由于基准和基准不重合而产生的加工误差,称为基准不重合误差。 18.在简单夹紧机构中,夹紧机构实现工件定位作用的同时,并将工件夹紧; 夹紧机构动作迅速,操作简便。 19.锥度心轴限制个自由度,小锥度心轴限制个自由度。 20.回转式钻模的结构特点是夹具具有;盖板式钻模的结构特点是没有。 金属工艺学试题及答案 一、填空(每空0.5分,共10分) 1.影响金属充型能力的因素有:金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2.可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3.镶嵌件一般用压力铸造方法制造,而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4.金属型铸造采用金属材料制作铸型,为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括:喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5.锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同,可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6.落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸,冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。 7.埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8.电弧燃烧非常稳定,可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9.钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。 二、简答题(共15分) 1.什么是结构斜度?什么是拔模斜度?二者有何区别?(3分) 拔模斜度:铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度,以便于把模样(或型芯)从型砂中(或从芯盒中)取出,并避免破坏型腔(或型芯)。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度:凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度,以利于造型时拔模,并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度,一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模,在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度,一般斜度比较小。有结构斜度的表面,不加工艺斜度。 2.下面铸件有几种分型面?分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种?为什么?(3分) 分模两箱造型,分型面只有一个,生产效率高;型芯呈水平状态,便于安放且稳定。 3.说明模锻件为什么要有斜度和圆角?(2分) 斜度:便于从模膛中取出锻件;圆角:增大锻件强度,使锻造时金属易于充满模膛,避免锻模上的内尖角处产生裂纹,减缓锻模外尖角处的磨损,从而提高锻模的使用寿命。 4.比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同?(2分) 落料的凸凹模有刃口,拉深凸凹模为圆角; 落料的凸凹模间间隙小,拉深凸凹模间间隙大,普通拉深时,Z=(1.1~1.2)S 5.防止焊接变形应采取哪些工艺措施?(3分) 焊前措施:合理布置焊缝,合理的焊接次序,反变形法,刚性夹持法。 焊后措施:机械矫正法,火焰加热矫正法 6.试比较电阻对焊和闪光对焊的焊接过程特点有何不同?(2分) 电阻对焊:先加压,后通电;闪光对焊:先通电,后加压。五、判断正误,在括号内正确的打√,错误的打×(每题0.5分,共5分) 1.加工塑性材料时,不会产生积屑瘤。(× ) 2.顺铣法适合于铸件或锻件表面的粗加工。(× ) 3.拉削加工适用于单件小批零件的生产。(× ) 4.单件小批生产条件下,应采用专用机床进行加工。(× ) 5.插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。(√ ) 6.作为定位基准的点或线,总是以具体的表面来体现的。(√ ) 7.轴类零件如果采用顶尖定位装夹,热处理后需要研磨中心孔。(√ ) 8.生产率是单位时间内生产合格零件的数量。(√ ) 9.镗孔主要用于加工箱体类零件上有位置精度要求的孔系。(√ ) 精细化工复习资料 一、绪论 1. 精细化学品定义 精细化学品是指对化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品。 2、精细化学品与专用化学品的区别有哪些? 组成:前者多为单一化合物;后者多为复合物或配合物。 使用性能:前者一般为非最终使用性产品,产品的用途较广;后者一般为最终实用性产品,用途较窄。 制备方法:前者一般相同或类似;后者可相同,也可完全不同。 销售方式:前者按其化学成分;后者按其功能。 更新周期:前者生命期相对较长,更新较慢;后者生命期较短,产品更新快。附加值:后者附加值、利润率高、技术秘密性更强。 3、简述精细化学品的特点? 生产特性:小批量、多品种、复配型居多;技术密集度高;多采用间歇式生产装置;生产流程多样化。 经济特性:投资效率高;附加价值高;利润率高。 商业特性独家经营,技术保密;重视市场调研,适应市场需求;配有应用技术和技术服务。 产品特性具有一定的功能。 二、精细化工工艺基本理论 1. 试述实验室研究与化工生产的主要不同点。 目的:前者迅速打通路线,确定可行方案;后者提供大量产品,获得经济效益。 规模:前者一般尽量小,通常按克计算;后者在市场允许下,尽可能大,一般按吨计。 总体行为:前者研究人员层次高,工资比例较大,故希望方便、省事,不算经济账;后者实用,强调经济指标,人员工资占生产成本比例相对较小。 原料:前者多用试剂进行研究;后者使用工业原料。 基本状态:前者物料少,设备小,流速低,趋于理想状态;后者处理物料量大,设备大,流速高,非理想化。 反应温度以及热效应:前者热效应小,体系热容小,易控制,往往在恒温下进行反应;后者热效应大,体系热容大,不易控制,很难达到恒温,有温度波动和温度梯度。 操作方式:前者多为间歇式反应;后者倾向采用连续化,提高生产能力。 设备条件:前者多用玻璃仪器进行,多为常压,可有无水、无氧操作;后者多在金属和非金属设备中进行,要考虑材质和选型;易实现压力下反应;希望在普通条件下进行。 物料:前者很少考虑回收,利用率低;后者必须考虑物料回收、循环使用和副产品联产等问题。 化学工艺学总复习题 1、化工生产过程一般可概括哪三大步骤? P24 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。 2、化学工艺学的目的是什么? P1 创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。 3、烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段? P61链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程;链增长反应时自由基的转变过程,在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生,反应前后均保持着自由基的存在;链终止是自由基消亡生产分子的过程。 4、各族烃类的裂解反应难易顺序为? P61正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃 5、三大合成材料是哪些? 合成塑料、合成橡胶、合成纤维。 6、氨合成采用什么催化剂?各组分各有什么作用? P197氨合成催化剂以熔铁为主,还原前主要成分是四氧化三铁,有磁性,另外添加Al2O3、K2O等助催化剂。为了降低温度和压力,在催 化剂中加入钴和稀土元素。 活性组分Fe3O4经还原后生成α-Fe,活性中心的功能是化学吸附氮分子,使氮氮之间的三键削弱,以利于加氢形成氨。 Al2O3是结构型助催化剂,它均匀地分散在α-Fe晶格内和晶格间,能增加催化剂的比表面,并防止还原后的铁微晶长大,从而提高催化剂的活性和稳定性。 K2O是电子型助催化剂,能促进电子转移过程,有利于氮分子的吸附和活化,也促进生成物氨的脱附。 SiO2的加入虽然有削弱催化剂碱性作用,但起到稳定铁晶粒作用,增加催化剂的抗毒性和耐热性等。 加入MgO能提高耐热性能和耐硫性,加入CaO能起助熔作用,使催化剂各组分易于熔融而形成均匀分布的高活性状态 7、影响化学平衡的因素有哪些? P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。 8、烯烃裂解反应主要发生反应有哪些? P56 1.断链反应 2.脱氢反应 3.歧化反应 4.双烯合成反应 5.芳构化反应 机械制造工艺学复习题 1.设计工艺过程的基本要求是在具体生产条件下工艺过程必须满足 优质、高产、低消耗要求。 2.一个或一组工人,在同一工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程,称为工序。 3.为保证加工表面和非加工表面的位置关系,应选择非加工表面作为粗基准。 4.铸件、锻件、焊接件毛坯须进行时效处理。 5.生产过程是指将原材料转变为产品的全过程。 6.由机床、刀具、工件和夹具组成的系统称为工艺系统。 7.生产类型一般分为单件小批生产、中批生产、大批大量生产。 8.确定加工余量的方法有查表法、估计法和分析计算法。 9.机械零件常用毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材等。 10.工艺基准是在工艺过程中所采用的基准。 11.选择精基准时,采用基准重合原则,可以较容易地获得加工表面与 设计基准的相对位置精度,采用基准统一原则,可以较容易地 保证各加工面之间的相互位置精度,采用自为基准原则,可以使加工面加工余量小而均匀。 12.生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 13.零件的生产纲领是包括备品和废品在内的零件的年产量。 14.用几把刀具同时加工几个表面的工步,称为复合工步。 15.以工件的重要表面作为粗基准,目的是为了__保证重要加工面均匀___。 16.常采用的三种定位方法是直接找正法、划线找正法和夹具定位的方法。 17.工件加工顺序安排的原则是先粗后精、先主后次、先基面后其它、先面后孔。 18.工件在机床上(或夹具中)定位和夹紧的过程算为装夹。 19.在工件上特意加工出专供定位用的表面叫辅助精基准。 20.工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容称为安装。 21.工艺过程中的热处理按应用目的可大致分为预备热处理和最终热处理。 22.调质处理常安排在粗加工之后之后,半精加工之前。 23.渗氮常安排在粗磨之后,精磨之前之前。 24.加工轴类、套类零件上的深孔时、其装夹方式常常是一夹一托。 25.加工轴类、套类零件上的深孔时,单件、小批生产常在卧式车床上加工、大批量生产则在专用深孔加工机床上加工。 26.磨削轴类零件时、中心磨削的定位基准中心孔,无心磨削的定位基 准外圆表面。 27.与纵磨法相比,横磨的生产率高,表面质量低。 28.单件、小批生产花键常在卧式铣床上加工、批量生产在花键铣床上加工。 29.定位销元件适用于工件以内孔面定位。 30.夹具尺寸公差一般取相应尺寸公差的 1/2—1/4 。 31.定位误差包含基准不重合误差和基准位移误差。 32.菱形销安装时,削边方向应时垂直(垂直或平行?)于两销的连心线 33.偏心夹紧机构一般用于被夹压表面的尺寸变化小和切削过程 中振动不大的场合。 34.定心夹紧机构是一种工件在安装过程中,同时实现定心和夹紧作用的机构。 35.V型块定位元件适用于工件以外圆表面定位。V形块定位的最大优点是对中性好。V形块以两斜面与工件的外圆接触起定位作用,工件的定位基面是外圆柱面,但其定位基准是外圆轴线。 36.根据力的三要素,工件夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、方向和作用点。 37.主轴箱常用的定位粗基准是重要孔(主轴孔)。 38.加工精度包括尺寸精度、表面精度和相互位置精度三个方面 39.丝杠加工过程中为了消除内应力而安排多次时效处理。 40.轴类零件最常用的定位精基准是两中心孔,粗车时常用 一夹一顶的定位方式。 41.中心孔的修研方法有铸铁顶尖、油石或橡胶砂轮加少量润滑油、 用硬质合金顶尖修研及用中心孔磨床磨削中心孔。 42.同轴孔系的加工方法有镗摸法、导向法、找正法。调头镗法为保证同轴度,要求:①镗床工作台精确回转180度,②调头后镗杆轴线与已加工孔轴线位置重合。 43.平行孔系的加工方法有:镗模法、找正法、坐标法 44.中心孔的技术要求:足够大的尺寸和准确的锥角、 轴两端中心孔应在同一轴线上、中心孔应有圆度要求及同批工件中心孔的深度尺寸和两端中心孔间的距离应保持一致。 45.有色金属件的精加工应采用金刚镗或高速细车的方法。 46.滚压使表面粗糙度变细,强硬度较高,表面留下残余压应力,但仅宜于加工塑性金属材料的零件表面。 一、简答题 1.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形?怎样判别它的变形性质? 2.下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么? σb、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 3.什么是同素异构转变?试画出纯铁的冷却曲线,分析曲线中出现“平台”的原因。室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同? 4.金属结晶的基本规律是什么?晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响? 5.常用的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数各有什么特点?α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构? 6.什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么? 7.将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图所示温度T1,求此时: (1)两相的成分;(2)两相的重量比; (3)各相的相对重量(4)各相的重量。 8.某合金如下图所示: 标出(1)-(3)区域中存在的相; (2)标出(4)、(5)区域中的组织; (3)相图中包括哪几种转变?写出它们的反应式。 9. 今有两个形状相同的铜镍合金铸件,一个含Ni90%,一个含Ni50%,铸后自然冷却,问凝固后哪个铸件的偏析较为严重?如何消除偏析? 10. 按下面所设条件,示意地绘出合金的相图,并填出各区域的相组分和组织组分,以及画出合金的力学性能与该相图的关系曲线。 设C、D两组元在液态时能互相溶解,D组元熔点是C组元的4/5 ,在固态时能形成共晶,共晶温度是C组元熔点的2/5,共晶成分为ωD=30%;C组元在D组元中有限固溶,形成α固溶体。溶解度在共晶温度时为ωC=25%,室温时ωC=10%,D组元在C组元中不能溶解;C组元的硬度比D组元高。计算ωD=40%合金刚完成共晶转变时,组织组成物及其百分含量。 11.分析在缓慢冷却条件下,45钢和T10钢的结晶过程和室温的相组成和组织组成。并计算室温下组织的相对量。 12. 试比较索氏体和回火索氏体,托氏体和回火托氏体,马氏体和回火马氏体之间在形成条件、组织形态、性能上的主要区别。 精细化工工艺学复习题及答 案 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1、精细化学品的定义是什么? 精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品,是指对化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品2、精细化学品的分类:精细有机化学品、精细无机化学品、精细生物制品 特点:生产特性,小批量、多品种、复配型居多;技术密集度高;多采用间歇式生产装置;生产流程多样化 经济特性,投资效率高、附加价值高、利润率高; 商业特性,市场竞争激烈、重视市场调研、适应市场需求、重视技术的应用服务、要求技术保密、独家经营; 产品特性,具有一定的物理功能、化学功能和生物活性 3、选择聚合物助剂是应注意:与树脂的配伍性、耐久性、对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、协同效应 4、常用的塑料加工助剂有增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、发泡剂 5、DOP邻苯二甲酸二辛酯、DBP邻苯二甲酸二丁酯、TPP磷酸三苯酯、DOA 己二酸二辛酯 6、表面活性剂分为哪几类各自具有什么特点? 阴离子表面活性剂一般都具有好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、去污等作用 阳离子表面活性剂它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染色助剂等之外,还用作矿物浮选剂、防锈剂、杀菌剂、防腐剂等 两性活性剂由阳离子部分和阴离子部分组成的表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不电离,其亲水是主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成 7、化妆品的辅助原料有哪些? 表面活性剂、香料、色素、防腐剂、保湿剂、营养剂、防晒剂、收敛剂 8、亲水亲油平衡值(HLB)是指:反应表面活性剂的亲水基和亲油基之间在大小和力量上的平衡程度的量 计算:非离子型聚乙二醇和多元醇类(亲水基的分子量*100)/(表面活性剂分子量*5)=(亲水基的分子量*100)/(疏水基分子+亲水基分子量)*5 多元醇脂肪酸酯 20(1—S/A) S酯的皂化值 A原料脂肪酸的酸值 聚乙二醇类 EO/5 EO聚环氧乙烷部分的质量分数 离子型 7+∑亲水基基团数+∑亲油基基团数 9、常用食品防腐剂主要有哪四类?试简要说明 苯甲酸及其盐类食品中可大量食用 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类防腐效果好,毒性低,无刺激性 丙酸及丙酸盐新型防腐剂,对人体无毒副作用 10、日允许摄入量ADI:人一生中每日从食物或饮水中摄取某种物质而对健康无明显危害的量 一、简答题 1.化学工业按生产的产品分类可分为那几大类? 答:化学工业按产品分类可分为如下几大类: (1)无机化学工业。 (2)有机化学工业 (3)精细化学品工业 (4)高分子化学工业 (5)生物化工工业。 2.化学工业的主要资源包括那些? 答:化学工业的主要资源包括:无机化学矿,石油,煤,天然气,生物质,再生资源,空气和水等。 3.化工生产过程一般可概括哪三大步骤? 答:化工生产过程一般可概括为:原料预处理;化学反应;产品分离与精制三个步骤。 4. 烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段? 链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程;链增长反应时自由基的转变过程,在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生,反应前后均保持着自由基的存在;链终止是自由基消亡生产分子的过程。 5.烯烃裂解反应主要发生反应有哪些? 1)断链反应 2)脱氢反应 3)歧化反应 4)双烯合成反应 5)芳构化反应 6. 什么叫烃类的热裂解? 石油烃类在高温和无催化剂存在的条件下发生分子分解反应而生成小分子烯烃或(和)炔烃的过程。 7.属于对石油的一次加工和二次加工的过程分别有哪些? 一次加工:常压蒸馏、减压蒸馏;二次加工:催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解、烷基化、异构化、焦化。 8.裂解气出口急冷操作的目的? 裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应,由于停留时间的增长,二次反应增加,烯烃损失随之增多。为此,需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却,通过急冷以终止其裂解反应。当裂解气温度降至650℃以下时,裂解反应基本终止。急冷有间接急冷和直接急冷之分。 二、写出下列过程的主要化学反应,催化剂,反应压力和反应温度。 1.二氧化硫接触氧化制三氧化硫。 (1)化学反应:SO 2 + 1/2O 2 SO 3 (2)催化剂:活性组分:V 2O 5 。载体:硅胶、硅藻土及其混合物。助催化剂:K 2 O、K 2 SO 4 、TiO 2 、MoO 3 等。 (3)反应压力:常压。 (4)反应温度:400~600℃ 2.双加压法氨接触氧化制一氧化氮。 (1)化学反应:4NH 3 + 5O 2 4 NO + 6H 2 O (2)催化剂:Pt网。 (3)反应压力:0.25~0.5MPa。(4)反应温度:850~860℃ 2. 对零件上加工Φ25,Ra0.4μm的调质孔,在钻孔后还应进行_调质-半精镗-精镗或磨削__ 。 4. 车床钻孔与钻床钻孔产生的“引偏”,_车床钻孔_ 易纠正。 8. 淬火后的孔可用_内圆磨削_方法加工。 10. 你认为缩短基本工艺时间可采用的工艺措施(一个):__提高毛坯质量___。 三、判断题:(每题1分,计 5 分) 17. 误差复映系数与工艺系统刚度成反比。( ) 19. 粗加工所用的定位基准称粗基准,精加工所用的定位基准为精基准。( ) 四、名词解释:(每题5分,计 15 分) 21. 原始误差:是由于制造、安装、调整不完善和制造、使用中的磨损、变形等,使得仪器构件、部件的形状、尺寸、相互位置、工作参数偏离理想位置而产生的误差。 22. 误差敏感方向:通过刀刃的加工表面法线方向,在此方向上原始误差对加工误差影响最大。 23. 布置工作地时间:指工作班内工人用于照管工作地,使之保持正常的工作状态和良好作业环境所消耗的时间。 七、计算题:(每题10分,计 20 分) 30. 如图所示零件,有关轴向尺寸加工过程如下: 1)精车A面(车平)。 2)精车B面,保证 A、B面距离尺寸A1。 3)自D处切断,保证 B、D面距离尺寸A2。 4)掉头装夹,精车C面,保证 B、C面距离尺寸A3=24±0.05mm。 5)精车D面, 保证 C、D面距离尺寸A4=20mm(下偏差为-0.1)。 若已知切断时经济加工公差为 0.5mm,精车时最小余量为 0.2mm。试用尺寸链极值法确定各工序尺寸及偏差。 31. 工件定位如图所示,欲加工C面,要求保证20及其精度。试计算该定位方案能否保证精度要求?若不能满足要求时,应如何改进? 《金属工艺学》期末总复习题及答案 一、单项选择: 1、测定淬火钢件的硬度,一般常选用(B)来测试。 A、布氏硬度计; B、洛氏硬度计; C、维氏硬度计。 2、材料抵抗变形或断裂的能力称为(A)。 A、强度; B、硬度; C、塑性; D、韧性; E、疲劳强度。 3、奥氏体为(B)晶格。 A、体心立方; B、面心立方; C、密排六方。 4、金属的(C)越好,则其锻造性能越好。 A、强度; B、硬度; C、塑性; D、韧性; E、疲劳强度。 5、铁碳合金相图上ES线,用代号(B)表示。 A、A1 ; B、Acm ; C、A3 。 6、T10A牌号中,10表示其平均碳的质量分数为(B)。 A、0.10%; B、1.0%; C、10%。 7、在下列三种钢中,(C)钢的弹性最好。 A、T10A; B、20 ; C、65 。 8、过共析钢的淬火加热温度应选择在(A)。 A、Ac1+10~20℃; B、Accm以上; C、Ac3+30~50℃。 9、选择制造下列零件的材料:冷冲压件(A);齿轮(C);小弹簧(B)。 A、08F; B、70; C、45。 10、选择制造下列工具所用的材料:锉刀(C);手工锯条(B)。 A、T9Mn; B、T10A; C、T12 。 11、调质处理就是(C)。 A、淬火+低温回火; B、淬火+中温回火; C、淬火+高温回火。 12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是(C)。 A、加热温度; B、组织变化; C、改变表面化学成分。 13、零件渗碳后,一般需经(A)处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火+低温回火; B、正火; C、调质。 14、将相应的牌号填入空格内:普通黄铜(A);特殊黄铜(D); 锡青铜(B);硅青铜(C)。 A、H70; B、QSn4-1; C、QSi 3-1; D、HAl 77-2。 15、拉伸试验时,试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的(B)。 A、屈服点; B、抗拉强度; C、弹性极限。 16、作疲劳试验时,试样承受的载荷为(C)。 A、静载荷; B、冲击载荷; C、循环载荷。 17、铁素体为(A)晶格。 A、体心立方; B、面心立方; C、密排六方。 18、铁碳合金相图上GS线,用代号(C)表示。 A、A1 ; B、Acm ; C、A3 。 19、铁碳合金相图上的共析线是(C),共晶线是(A)。 A、ECF线; B、ACD线; C、PSK线。 20、08F牌号中,08表示其平均碳的质量分数为(A)。 A、0.08%; B、0.8%; C、8%。 21、选择制造下列工具所用的材料:锉刀(C);手工锯条(B)。 A、T9A ; B、T10 ; C、T12 。 22、将下列合金钢牌号归类:耐磨钢(B);合金弹簧钢(A); 精细化工工艺学复习大纲2.0 ?Chap1、2 ? 1.精细化学品的定义(公认定义)、精细化工的特点。 ?指一些具有特定应用性能的,合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小而产值高的 产品。 ?特点:1多品种、小批量2技术密集度高3综合生产流程和多功能生产装置4大 量采用复配技术5投资少、附加价值高、利润大6科学发展、安全发展 ? 2.精细化工的生产特性、精细计量学(书上相关的计算及概念都得搞明白,书上的计 算也许有错)、精细化工新产品的开发的阶段 ?特性:1多品种2多种多样的生产装置和生产流程3技术密集度高4商品性强 ?P14 ?阶段:1选择研究课题2课题的可行性分析和论证3实验研究4中间试验5性能、 质量检测和鉴定 ?Chap3§3.1表面活性剂的定义、结构和特性 ?表面活性剂是一类具有两亲性结构的有机化合物,至少含有两种极性与亲液性迥然 不同的基团部分 ? ? ?水溶液中浓度对表面张力的影响 ?①无机酸、碱、盐。随浓度的增大,表面张力上升 ?②有机酸、醇、醛。随浓度的增大,表面张力下降 ?③肥皂、长链烷基苯磺酸钠、高级醇硫酸酯盐。随浓度的增大,表面张力开始急剧 下降,但到一定程度便不再下降 ?表面活性剂随浓度的变化的运动情况 ?浓度越高,表面活性剂在分子表面聚集越多,表面张力下降。 ?表面活性剂的分类: ??水溶性表面活性剂 ?Ⅰ.离子型表面活性剂 ?阴离子表面活性剂 ?阳离子表面活性剂 ?两性离子表面活性剂 ?Ⅱ.非离子型表面活性剂 ??油溶性表面活性剂 ?何为HLB值、表3-1。 ?HLB:描述表面活性剂的亲水亲油性 ?范围适用场合 ?3-6 油包水型乳化剂 ?7-9 润湿、渗透 ?8-15 水包油型乳化剂 ?13-15 洗涤 ?15-18 增溶 ?胶束的形成和作用,何为CMC。精细化工工艺学复习题及答案
化工工艺学课后习题
金属工艺学复习题
精细化工工艺学复习题(XX6)
化学工艺学课后习题及答案
机械制造工艺学复习题含参考答案
金属工艺学试题及答案(3)
精细化工工艺学复习题2
化学工艺学总复习题
机械制造工艺学复习题
金属工艺学试题及答案(2).复习过程
精细化工工艺学复习题及答案
化学工艺学复习题
机械制造工艺学练习题9
金属工艺学期末总复习题及答案
精细化工工艺学复习大纲