Question

18．丙酮和苯酚都是重要的化工原料，工業(yè)上可用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮，其反應(yīng)和工藝流程示意圖如下：

①+O₂$\stackrel{催化劑}{→}$△H=-116kJ．mol^-1
②$\stackrel{H+}{→}$△H=-253kJ．mol^-1
相關(guān)化合物的物理常數(shù)

物質(zhì)	相對分子質(zhì)量	密度（g/cm-3）	沸點/℃
苯酚	94	1.0722	182
丙酮	58	0.7898	56.5
異丙苯	120	0.8640	153

回答下列問題：
（1）反應(yīng)①和②分別在裝置A和C中進行（填裝置符號）．
（2）反應(yīng)②為放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．反應(yīng)溫度控制在50-60℃，溫度過高的安全隱患是溫度過高會導(dǎo)致爆炸．
（3）在反應(yīng)器A中通入的X是氧氣或空氣．
（4）在分解釜C中加入的Y為少量濃硫酸，其作用是催化劑，優(yōu)點是用量少，缺點是腐蝕設(shè)備．
（5）中和釜D中加入的Z最適宜的是c（填編號．已知苯酚是一種弱酸）
a．NaOHb．CaCO₃c．NaHCO₃d．CaO
（6）蒸餾塔F中的餾出物T和P分別為丙酮和苯酚，判斷的依據(jù)是丙酮的沸點低于苯酚．
（7）用該方法合成苯酚和丙酮的優(yōu)點是原子利用率高．

Answer 1

分析 用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮，由給予的反應(yīng)信息，異丙苯與氧氣在反應(yīng)器A中發(fā)生氧化反應(yīng)生成，在蒸發(fā)器中分離出，未反應(yīng)的異丙苯進行循環(huán)利用，在分解釜中在濃硫酸作催化劑條件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能與苯酚反應(yīng)，可以是碳酸氫鈉，然后用水洗滌，再經(jīng)過蒸餾，由于丙酮的沸點低于苯酚，則T為丙酮、P為苯酚．
（1）由上述分析可知，反應(yīng)①在A中發(fā)生，反應(yīng)②在C中發(fā)生；
（2）反應(yīng)②的△H＜0，為放熱反應(yīng)，含有過氧化物，溫度過高，容易發(fā)生爆炸；
（3）在反應(yīng)器A發(fā)生信息中的反應(yīng)①，應(yīng)通入氧氣或空氣；
（4）濃硫酸起催化劑作用，濃硫酸腐蝕性強，會腐蝕設(shè)備；
（5）加入的Z中和硫酸，且不能與苯酚反應(yīng)；
（6）沸點越低越先蒸出，處于蒸餾塔的上部；
（7）由異丙苯最終得到苯酚和丙酮，原子利用率高．

解答 解：用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮，由給予的反應(yīng)信息，異丙苯與氧氣在反應(yīng)器A中發(fā)生氧化反應(yīng)生成，在蒸發(fā)器中分離出，未反應(yīng)的異丙苯進行循環(huán)利用，在分解釜中在濃硫酸作催化劑條件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能與苯酚反應(yīng)，可以是碳酸氫鈉，然后用水洗滌，再經(jīng)過蒸餾，由于丙酮的沸點低于苯酚，則T為丙酮、P為苯酚．
（1）由上述分析可知，反應(yīng)①在反應(yīng)器中發(fā)生，即A裝置，反應(yīng)②在分解釜中進行，即C裝置，
故答案為：A；C；
（2）反應(yīng)②的△H＜0，為放熱反應(yīng)，有過氧化物存在，溫度過高會導(dǎo)致爆炸，反應(yīng)溫度控制在50-60℃，
故答案為：放熱；溫度過高會導(dǎo)致爆炸；
（3）在反應(yīng)器A發(fā)生信息中的反應(yīng)①，故需要氧氣或空氣，
故答案為：氧氣或空氣；
（4）在濃硫酸作條件下分解得到、，濃硫酸作作催化劑，濃硫酸腐蝕性強，容易腐蝕設(shè)備，
故答案為：催化劑；腐蝕設(shè)備；
（5）加入Z的目的是中和硫酸，且不能與苯酚反應(yīng)，
a．NaOH能與硫酸、苯酚反應(yīng)，故不選；
b．CaCO₃為固體，且與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶，會阻止碳酸鈣與硫酸的反應(yīng)，故b不選；
c．NaHCO₃能與硫酸反應(yīng)，不與苯酚反應(yīng)，故c選；
d．CaO能與苯酚反應(yīng)，且與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶，會阻止碳酸鈣與硫酸的反應(yīng)，故d不選；
故選：c；
（6）由于丙酮的沸點低于苯酚，沸點越低越先蒸出，處于蒸餾塔的上部，則T為丙酮、P為苯酚，
故答案為：丙酮；苯酚；丙酮的沸點低于苯酚；
（7）由異丙苯最終得到苯酚和丙酮，整個過程原子利用率高，故答案為：原子利用率高．

點評 本題考查有機物的制備實驗方案，涉及對化學(xué)工藝流程、裝置及試劑的分析評價等，關(guān)鍵是根據(jù)實驗?zāi)康呐c給予的反應(yīng)信息理解工藝流程原理，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．