Question

（16分）工業(yè)上目前使用兩種方法制取乙醛：（1）乙炔水化法；（2）乙烯氧化法。下列兩表提供生產(chǎn)過程中原料、反應(yīng)條件、原料平衡轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量等有關(guān)的信息情況：

表一：原料、反應(yīng)條件、平衡轉(zhuǎn)化率、日產(chǎn)量

	乙炔水化法	乙烯氧化法
原料	乙炔、水	乙烯、空氣
反應(yīng)條件	HgSO4、100~125℃	PdCl2-CuCl2、100~125℃
平衡轉(zhuǎn)化率	乙炔平衡轉(zhuǎn)化率90%左右	乙烯平衡轉(zhuǎn)化率80%左右
日產(chǎn)量	2.5噸（某設(shè)備條件下）	3.6噸（相同設(shè)備條件下）

表二：原料來源生產(chǎn)工藝

	原料生產(chǎn)工藝過程
乙炔
乙烯	來源于石油裂解氣

根據(jù)上述兩表，回答下列問題：

（1）寫出下列化學(xué)方程式：

a．乙炔水化法制乙醛__________________________________________________。

b．乙烯氧化法制乙醛______________________________________________。

（2）從兩表中分析，現(xiàn)代工業(yè)上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法，分析可能的原因（從環(huán)境、原料來源、能耗等角度分析，任寫一點(diǎn)）：________________________________________________。

（3）從化學(xué)反應(yīng)速率角度分析，在相同條件下，兩種制取乙醛的方法哪種快？_________________________。

（4）若將上述兩種方法的反應(yīng)條件，均增加“100個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”，原料轉(zhuǎn)化率會再增大一些，但在實(shí)際生產(chǎn)中卻不采用這樣的方法，理由是_____________________________。

（5）如果某工廠以乙烯為原料，通過3步可以制得聚氯乙烯，請寫出合理的反應(yīng)方程式（無機(jī)試劑和溶劑等任選，該過程中不發(fā)生取代反應(yīng)）

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_______________________________________________________

_______________________________________________________

 

Answer 1

（1）CH≡CH+H2OCH3CHO 2CH2=CH2+O22CH3CHO

（2）從表一來看，兩者反應(yīng)條件溫度相當(dāng)，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑，毒性大；雖然乙烯氧化法的轉(zhuǎn)化率略小于乙炔水化法，但反應(yīng)快、日產(chǎn)量比其高得多。

從表二來看，乙炔的制取要經(jīng)過多步反應(yīng)制得，且消耗大量的熱能、電能，較難獲得；乙烯來源于石油裂解氣，消耗的總能量比乙炔少，且較容易獲得。 （3）乙烯氧化法

（4）因?yàn)閮煞N方法在相應(yīng)反應(yīng)條件下，轉(zhuǎn)化率都已經(jīng)很高，增大壓強(qiáng)將消耗能量和增加高備，不經(jīng)濟(jì)。

（5）CH2=CH2 + Cl2 → CH2ClCH2Cl

（每空2分）

 

【解析】

試題分析：（1）乙炔中含有碳碳三鍵，能和水發(fā)生加成反應(yīng)，生成乙醛；乙烯中含有碳碳雙鍵，能發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛。（2）從表一來看，兩者反應(yīng)條件溫度相當(dāng)，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑，毒性大；雖然乙烯氧化法的轉(zhuǎn)化率略小于乙炔水化法，但反應(yīng)快、日產(chǎn)量比其高得多。

從表二來看，乙炔的制取要經(jīng)過多步反應(yīng)制得，且消耗大量的熱能、電能，較難獲得；乙烯來源于石油裂解氣，消耗的總能量比乙炔少，且較容易獲得。（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，乙烯氧化的反應(yīng)速率要快。（4）根據(jù)方程式可知，反應(yīng)都是體積減小的，所以增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率增大。但由于兩種方法在相應(yīng)反應(yīng)條件下，轉(zhuǎn)化率都已經(jīng)很高，增大壓強(qiáng)將消耗能量和增加設(shè)備，不經(jīng)濟(jì)。（5）乙烯為原料，通過3步可以制得聚氯乙烯，該過程中不發(fā)生取代反應(yīng)，則采取消去和加成反應(yīng)得到氯乙烯，在通過氯乙烯進(jìn)行加聚反應(yīng)得到聚氯乙烯。

考點(diǎn)：有機(jī)物制取的條件選擇和途徑的設(shè)計(jì)。