Question

2014年中国十大科技成果之一是：我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品，为天然气化工开发了一条革命性技术。以甲烷为原料合成部分化工产品流程如图（部分反应条件已略去）：

（1）乙酸分子中所含官能团名称为_____。

（2）聚苯乙烯的结构简式为_____。

（3）图中9步反应中只有两步属于取代反应，它们是_____（填序号）。

（4）写出下列反应的化学方程式（注明反应条件）：

反应⑤为_____；

反应⑥为______。

Answer

羧基 ⑤⑥ CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O +Br2+HBr

【解析】

分析题给信息，甲烷在催化剂和无氧条件下高效生产乙烯、苯。根据流程图可知：

（1）乙烯和H2O在催化剂、加热、加压条件下生成乙醇，乙醇被O2氧化成乙醛，乙醛再度被O2催化氧化生成乙酸，乙酸和乙醇发生酯化反应，生成乙酸乙酯。

（2）乙烯和苯发生加成反应可生成乙苯，乙苯发生消去反应，生成苯乙烯，苯乙烯可在一定条件下发生加聚反应，生成聚苯乙烯。

（3）苯和液溴在催化剂的作用下发生取代反应生成溴苯。

据此分析。

（1）乙酸的结构简式为CH3COOH，分子中所含官能团为羧基。答案为：羧基；

（2）苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯，可知聚苯乙烯的结构简式为：；答案为：；

（3）分析流程图，可知，乙烯和水反应生成乙醇、乙烯和苯的反应生成乙苯都属于加成反应；乙醇转化为乙醛、乙醛转化为乙酸都为氧化反应；乙苯转化为苯乙烯属于消去反应；苯乙烯转化为聚苯乙烯属于加聚反应；乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯、苯和液溴反应生成溴苯都属于取代反应。故答案为：⑤⑥；

（4）反应⑤为乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯的过程，化学方程式为：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O；答案为：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O；反应⑥为苯和液溴在催化剂的作用下发生取代反应生成溴苯的过程，化学方程式为：+Br2+HBr。答案为：+Br2+HBr。