Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）

丙酮和苯酚都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（g/cm^﹣3）	沸点/℃
苯酚	94	1.0722	182
丙酮	58	0.7898	56.5
异丙苯	120	0.8640	153

回答下列问题：

（1）反应①和②分别在装置              和            中进行（填装置符号）．

（2）反应②为              （填“放热”或“吸热”）反应．反应温度控制在50﹣60℃，温度过高的安全隐患是                    ．

（3）在反应器A中通入的X是                 ．

（4）在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是               ，优点是用量少，缺点是          ．

（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是          （填编号．已知苯酚是一种弱酸）

a．NaOH      b．CaCO₃        c．NaHCO₃          d．CaO

（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为          和          ，判断的依据是          ．

（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是          ．

Answer

（1）A（1分）；C（1分）；

（2）放热（1分）；温度过高会导致爆炸；（2分）（3）氧气或空气；（1分）

（4）催化剂（1分）；腐蚀设备；（1分） （5）c；（1分）

（6）丙酮；（1分）苯酚（1分）；丙酮的沸点低于苯酚；（2分） （7）原子利用率高．（2分）

【解析】

试题分析：用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器A中发生氧化反应生成，在蒸发器中分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在分解釜中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后用水洗涤，再经过蒸馏，由于丙酮的沸点低于苯酚，则T为丙酮、P为苯酚。

（1）由上述分析可知，反应①在反应器中发生，即A装置，反应②在分解釜中进行，即C装置；

（2）反应②的△H＜0，为放热反应，有过氧化物存在，温度过高会导致爆炸，反应温度控制在50-60℃；

（3）在反应器A发生信息中的反应①，故需要氧气或空气；

（4）在浓硫酸作条件下分解得到、，浓硫酸作作催化

剂，浓硫酸腐蚀性强，容易腐蚀设备；

（5）加入Z的目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，NaOH能与硫酸、苯酚反应，a错误；CaCO3为固体，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应， b错误；NaHCO3能与硫酸反应，不与苯酚反应， c正确；CaO能与苯酚反应，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应， d错误；c符合题意；

（6）由于丙酮的沸点低于苯酚，沸点越低越先蒸出，处于蒸馏塔的上部，则T为丙酮、P为苯酚；

（7）由异丙苯最终得到苯酚和丙酮，整个过程原子利用率高。

考点：制备实验方案的设计，涉及化学工艺流程、装置及试剂的分析评价等。