Question

【化学——选修2：化学与技术】

苯酚和丙酮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/℃
异丙苯	120	0.8640	153
丙酮	58	0.7898	56.5
苯酚	94	1.0722	182

回答下列问题：

（1）在反应器A中通入的X是        。

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

（3）在分解釜C中加入的Y为少置浓硫酸，其作用是______，优点是用量少，缺点是_______________。

（4）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            。

（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）氧气（或空气）

（2）A C

（3）催化剂（提高反应速率）腐蚀设备

（4）放热 可能会导致（过氧化物）爆炸

（5）c

（6）丙酮、苯酚；苯酚的沸点高于丙酮

（7）原子利用率高

【解析】

试题分析：（1）异丙苯被氧气氧化为异丙苯过氧化氢，异丙苯过氧化氢在酸性溶液中分解即可得到苯酚和丙酮，因此在反应器A中通入的X是氧气或空气。

（2）根据流程图可知反应①和②分别在装置A和C中进行。

（3）异丙苯过氧化氢在酸性溶液中分解，所以浓硫酸的作用是作催化剂，提高反应速率。由于浓硫酸具有酸性，因此缺点是容易腐蚀设备。

（4）△H小于0，则反应②为放热反应。反应温度控制在50～60℃，由于过氧化物受热易分解，因此温度过高的安全隐患是容易发生爆炸。

（5）苯酚与碳酸氢钠不反应，所以选择碳酸氢钠，答案选c。

（6）由于苯酚的沸点高于丙酮，丙酮先气化，所以蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为丙酮和苯酚。

（7）根据反应的方程式以及以上分析可知用该方法合成苯酚和丙酮的优点是原子利用率高、没有副产物。

【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图的分析与应用，涉及试剂的选择、物质的分离与提纯、反应条件控制、实验方案设计与探究。

【名师点晴】化学工艺流程题是近年高考备受关注的一种题型，该类型是将化工生产过程中的主要生产阶段用框图形式表示出来，并根据生产流程中涉及的化学知识步步设问，构成与化工生产紧密联系的工艺流程题。主要有实验型化工流程题、原理型化工流程题、元素化合物型化工流程题三种形式。主要是考查了学生对知识理解、综合运用能力，培养学生知识素养和能力素养，能熟练应用所学知识解决问题的能力。建议复习中注意课本上与化工生产有关的问题，对每一步所包含的原理、涉及的反应、可能的副产品、以及条件的选择分析到位。