Question

17．人造羊毛的主要成分為聚丙烯腈，此物質(zhì)可由以下三種途徑合成，已知A是石油分餾的一種產(chǎn)品．
回答以下問題：
（1）A的分子式為C₄H₁₀，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH-CN，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
（2）在反應(yīng)①～⑥中，屬于加成反應(yīng)的是①④，屬于裂化反應(yīng)的是②③．
（3）寫出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂$\stackrel{催化劑}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂O．
（4）從能源和環(huán)保的角度看，你認(rèn)為哪個(gè)途徑最有發(fā)展前景，并說明理由．

Answer 1

分析 由②③可知A發(fā)生裂化反應(yīng)生成C₂H₄、C₂H₆或C₃H₆、CH₄等，可知A為C₄H₁₀，CaC₂與水反應(yīng)生成B為C₂H₂，C₂H₂與HCN發(fā)生加成反應(yīng)生成C為CH₂=CH-CN，D應(yīng)為，C₃H₆與氨氣、氧氣在催化作用下反應(yīng)生成CH₂=CH-CN，CH₂=CH-CN發(fā)生加聚反應(yīng)生成，以此解答該題．

解答 解：由②③可知A發(fā)生裂化反應(yīng)生成C₂H₄、C₂H₆或C₃H₆、CH₄等，可知A為C₄H₁₀，CaC₂與水反應(yīng)生成B為C₂H₂，C₂H₂與HCN發(fā)生加成反應(yīng)生成C為CH₂=CH-CN，D應(yīng)為，C₃H₆與氨氣、氧氣在催化作用下反應(yīng)生成CH₂=CH-CN，CH₂=CH-CN發(fā)生加聚反應(yīng)生成，
（1）由以上分析可知A為C₄H₁₀，C為CH₂=CH-CN，D為，故答案為：C₄H₁₀；CH₂=CH-CN；；
（2）由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知①加成反應(yīng)，②③為裂化反應(yīng)，④由乙烯生成，符合加成反應(yīng)的概念，⑤為取代反應(yīng)，⑥為氧化反應(yīng)，
故答案為：①④；②③；
（3）C₃H₆與氨氣、氧氣在催化作用下反應(yīng)生成CH₂=CH-CN，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂ $\stackrel{催化劑}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂ O，
故答案為：2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂ $\stackrel{催化劑}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂ O；
（4）從環(huán)保角度看，途徑（Ⅰ）（Ⅱ）都使用了HCN，其發(fā)展前景不及途徑（Ⅲ）．從能源角度看，途徑（Ⅰ）使用了CaC₂，而合成CaC₂需要耗費(fèi)大量的電能，其發(fā)展前景不及途徑（Ⅱ）和（Ⅲ）；途徑（Ⅱ）（Ⅲ）相比，途徑（Ⅱ）反應(yīng)環(huán)節(jié)多，需要設(shè)備多，途徑（Ⅲ）使用了催化劑，耗能少，故途徑（Ⅱ）的發(fā)展前景又不及途徑（Ⅲ）
故答案為：途徑（Ⅲ），①原料來源豐富；②生產(chǎn)過程能耗低，產(chǎn)品產(chǎn)率高；③生產(chǎn)過程污染少．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的推斷，為高考常見題型，涉及炔、烯等物質(zhì)的性質(zhì)、高聚物等，難度中等，根據(jù)人造羊毛的結(jié)構(gòu)確定C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是解題關(guān)鍵，注意采用倒推和正推向結(jié)合的方法推斷．