Question

11．纖維素是自然界最為豐富的可再生的天然高分子資源．
（1）纖維素可制備用于紡織、造紙等的黏膠纖維〔成分是（C₆H₁₀O₅）_n〕，生產(chǎn)過程涉及多個化學(xué)反應(yīng)．工藝簡圖如下：

近來，化學(xué)家開發(fā)了一種使用NMMO加工纖維素的新方法，產(chǎn)品“Lyocell纖維”成分也是（C₆H₁₀O₅）_n．工藝流程示意圖如下：

①“Lyocell纖維”工藝流程中，可充分循環(huán)利用的物質(zhì)是NMMO．
②與“Lyocell纖維”工藝相比，黏膠纖維工藝中會產(chǎn)生含有S、Cl （只填非金屬元素符號）的廢物，并由此增加了生產(chǎn)成本．
③“Lyocell纖維”被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色纖維”，原因是環(huán)境污染�。�
（2）“Lyocell纖維”工藝流程中的NMMO可按如下路線制備（反應(yīng)條件均省略）：

其中，化合物Ⅰ可三聚為最簡單的芳香烴，化合物Ⅱ可使溴水褪色．
①化合物Ⅰ也可聚合為在一定條件下具有導(dǎo)電性的高分子化合物，該高分子化合物的化學(xué)式為．
②化合物Ⅱ與氧氣反應(yīng)的原子利用率達(dá)100%，其化學(xué)方程式為2CH₂═CH₂+O₂$→_{△}^{催化劑}$2．
③關(guān)于化合物Ⅲ、Ⅳ的說法正確的是ACF （填代號）．
A．都可以發(fā)生酯化反應(yīng)
B．Ⅲ可被氧化，Ⅳ不可被氧化
C．都溶于水
D．Ⅲ可與鈉反應(yīng)，Ⅳ不可與鈉反應(yīng)
E．Ⅲ是乙醇的同系物
F．Ⅲ可由鹵代烴的取代反應(yīng)制備
④寫出合成NMMO最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式．

Answer 1

分析 （1）①從生產(chǎn)“Lyocell纖維”的工藝流程可看出NMMO可循環(huán)使用；
②從黏膠纖維的生產(chǎn)工藝可知，CS₂中S元素、HCl中Cl元素成為不可再利用的物質(zhì)；
③對環(huán)境污染越小越好；
（2）化合物I可三聚為最簡單的芳香烴，則I為CH₂≡CH₂，I和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成II，化合物Ⅱ可使溴水褪色，則II為CH₂=CH₂，II被氧化生成環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷水解生成HOCH₂CH₂OH，HOCH₂CH₂OH發(fā)生取代反應(yīng)生成HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH，HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH和NH₃發(fā)生取代反應(yīng)生成，和甲醇發(fā)生取代反應(yīng)生成，和雙氧水發(fā)生反應(yīng)生成，
①可推知：Ⅱ為CH₂=CH₂，則Ⅰ為CH≡CH，化合物Ⅰ也可聚合為在一定條件下具有導(dǎo)電性的高分子化合物，該高分子化合物為聚乙炔；
②化合物Ⅱ與氧氣反應(yīng)的原子利用率達(dá)100%，則二者反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷；
③Ⅲ（）和HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH均含2個OH，均具有醇的性質(zhì)，可發(fā)生酯化反應(yīng)，可與鈉反應(yīng)，可被氧化，可由鹵代烴水解生成，可溶于水；
④和雙氧水發(fā)生反應(yīng)生成．

解答 解：（1）①從生產(chǎn)“Lyocell纖維”的工藝流程可看出NMMO可循環(huán)使用，故答案為：NMMO；
②從黏膠纖維的生產(chǎn)工藝可知，CS₂中S元素、HCl中Cl元素成為不可再利用的物質(zhì)，故答案為：S、Cl；
③“Lyocell纖維”被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色纖維”，原因是該反應(yīng)中產(chǎn)生廢棄物少，環(huán)境污染小，故答案為：環(huán)境污染��；
（2）化合物I可三聚為最簡單的芳香烴，則I為CH₂≡CH₂，I和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成II，化合物Ⅱ可使溴水褪色，則II為CH₂=CH₂，II被氧化生成環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷水解生成HOCH₂CH₂OH，HOCH₂CH₂OH發(fā)生取代反應(yīng)生成HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH，HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH和NH₃發(fā)生取代反應(yīng)生成，和甲醇發(fā)生取代反應(yīng)生成，和雙氧水發(fā)生反應(yīng)生成，
①可推知：Ⅱ為CH₂=CH₂，則Ⅰ為CH≡CH，化合物Ⅰ也可聚合為在一定條件下具有導(dǎo)電性的高分子化合物，該高分子化合物為聚乙炔，其結(jié)構(gòu)簡式為：，
故答案為：；
②化合物Ⅱ與氧氣反應(yīng)的原子利用率達(dá)100%，則二者反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷，反應(yīng)方程式為2CH₂═CH₂+O₂$→_{△}^{催化劑}$2，
故答案為：2CH₂═CH₂+O₂$→_{△}^{催化劑}$2；
③A．Ⅲ、Ⅳ中都含有醇羥基，所以二者都可以發(fā)生酯化反應(yīng)，故正確；
B．Ⅲ、IV都是有機(jī)物且都含有醇羥基，都可以被氧化，故錯誤；
C．Ⅲ、IV都是有機(jī)物且都含有醇羥基，都溶于水，故正確；
D．Ⅲ、Ⅳ中都含有醇羥基，所以都可以和Na反應(yīng)生成氫氣，故錯誤；
E．Ⅲ中含有兩個羥基，所以和乙醇不是同系物，故錯誤；
F．Ⅲ可由鹵代烴和NaOH的水溶液、加熱而發(fā)生取代反應(yīng)制備，故正確；
故選A、C、F；
④和雙氧水發(fā)生反應(yīng)生成，反應(yīng)方程式為
，
故答案為：；

點評 本題考查有機(jī)合成，為高頻考點，根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化確定反應(yīng)類型，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力，難點是生成NMMO的反應(yīng)中斷鍵和成鍵方式，題目難度不大．