题目内容
【题目】
煤的综合利用是一个重要课题,下图是以煤为原料合成TNT和高聚物F的路线:
请回答下列问题:
(1)下列说法错误的是_______。(填字母代号)
A.煤中含有苯和甲苯,可用分馏的方法把它们分离出来
B.煤中含有的硫在燃烧时会以二氧化硫的形式排放,污染大气
C.煤是重要能源物质,也是冶金、化学工业的重要原料
D.煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程
(2)由生成烃A的反应类型为__________,TNT的核磁共振氢谱有__________个峰。
(3)C的名称为_______。
(4)已知E为1,3-丁二烯,D与E以物质的量之比1:1发生聚合反应,且生成的高聚物F为顺式结构,请写出D与E反应的方程式:_____________________;反应③的反应条件为________________。
(5)研究发现,通过上述流程制备高聚物F的产率很低,进一步研究发现,在反应②中生成了大量副产物G,请写出G的结构简式:_______ 。则在G的同分异构体中,含有两个苯环和两个甲基的共有_____________种(不考虑立体异构)。
(6)请写出以CH3COOH、为原料合成化工产品 的路线流程图(无机试剂任选)(提示:卤代苯中苯环上的卤原子很难被取代)。_________
合成路线流程图示例如下:
【答案】 A 取代反应 2 1,2-二氯乙烷 NaOH醇溶液,加热 12
【解析】(1)A、煤中不含苯和甲苯,煤干馏后从煤焦油中能分离出来苯和甲苯,苯和甲苯沸点不同,可以用蒸馏的方法进行分离,选项A错误;B、煤中含有的硫在燃烧时会以二氧化硫的形式排放,污染大气,选项B正确;C、煤是重要能源物质,也是冶金、化学工业的重要原料,选项C正确;D、煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程,选项D正确。答案选A;(2)由流程可知,由与一氯甲烷发生取代反应生成烃A甲苯,甲苯在浓硫酸催化下与浓硝酸反应生成三硝基甲苯,即TNT,TNT的的核磁共振氢谱有2个峰;(3)根据流程中反应②可知,B、C都含两个碳,则B为乙烯,与氯气发生加成反应生成的C为1,2-二氯乙烷;(4)反应是发生消去反应后生成的D为苯乙烯,已知E为1,3-丁二烯,D与E以物质的量之比1:1发生聚合反应,且生成的高聚物F为顺式结构,则D与E反应的方程式为:;反应③的反应条件为NaOH醇溶液,加热;(5)C中含有两个氯原子,按反应可以两个氯都与苯环上的氢发生取代,则在反应②中生成了大量副产物G的结构简式为:; G的同分异构体中,含有两个苯环和两个甲基,可先看成,再苯环上取代两个甲基,结构中高度对称,若第一个甲基这样取代,则另一甲基取代上去的有5种;若第一个甲基这样取代,则另一个甲基取代上去的有7种;若第一个甲基这样取代,则另一个甲基取代上去的有3种,总共有15种同分异构体;(6) 与足量氢气发生加成反应生成,在氢氧化钠的水溶液中加热水解生成,与乙醇发生酯化反应生成,则合成路线流程图如下:。
【题目】实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下:
存在的主要副反应有:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯,有关数据如表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/ g·cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
间二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
浓硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
浓硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
实验步骤如下:
取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合液,将混合酸小心加入B中,把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀,在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210 ℃馏分,得到纯硝酸基苯18 g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是___________,装置C的作用是____________________。
(2)配制混合液时,________(填“能”或“不能”)将浓硝酸加入到浓硫酸中,说明理由:____________________________________________。
(3)为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是____________。
(4)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是_____________________。
(5)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140 ℃,应选用空气冷凝管,不选用直形冷凝管的原因是________________________________。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是______________________________。