Question

17．人造羊毛的主要成分为聚丙烯腈，此物质可由以下三种途径合成，已知A是石油分馏的一种产品．
回答以下问题：
（1）A的分子式为C₄H₁₀，C的结构简式为CH₂=CH-CN，D的结构简式为．
（2）在反应①～⑥中，属于加成反应的是①④，属于裂化反应的是②③．
（3）写出反应⑥的化学方程式2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂$\stackrel{催化剂}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂O．
（4）从能源和环保的角度看，你认为哪个途径最有发展前景，并说明理由．

Answer 1

分析 由②③可知A发生裂化反应生成C₂H₄、C₂H₆或C₃H₆、CH₄等，可知A为C₄H₁₀，CaC₂与水反应生成B为C₂H₂，C₂H₂与HCN发生加成反应生成C为CH₂=CH-CN，D应为，C₃H₆与氨气、氧气在催化作用下反应生成CH₂=CH-CN，CH₂=CH-CN发生加聚反应生成，以此解答该题．

解答 解：由②③可知A发生裂化反应生成C₂H₄、C₂H₆或C₃H₆、CH₄等，可知A为C₄H₁₀，CaC₂与水反应生成B为C₂H₂，C₂H₂与HCN发生加成反应生成C为CH₂=CH-CN，D应为，C₃H₆与氨气、氧气在催化作用下反应生成CH₂=CH-CN，CH₂=CH-CN发生加聚反应生成，
（1）由以上分析可知A为C₄H₁₀，C为CH₂=CH-CN，D为，故答案为：C₄H₁₀；CH₂=CH-CN；；
（2）由转化关系可知①加成反应，②③为裂化反应，④由乙烯生成，符合加成反应的概念，⑤为取代反应，⑥为氧化反应，
故答案为：①④；②③；
（3）C₃H₆与氨气、氧气在催化作用下反应生成CH₂=CH-CN，反应的化学方程式为2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂ $\stackrel{催化剂}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂ O，
故答案为：2CH₂CH-CH₃+2NH₃+3O₂ $\stackrel{催化剂}{→}$2CH₂=CH-CN+6H₂ O；
（4）从环保角度看，途径（Ⅰ）（Ⅱ）都使用了HCN，其发展前景不及途径（Ⅲ）．从能源角度看，途径（Ⅰ）使用了CaC₂，而合成CaC₂需要耗费大量的电能，其发展前景不及途径（Ⅱ）和（Ⅲ）；途径（Ⅱ）（Ⅲ）相比，途径（Ⅱ）反应环节多，需要设备多，途径（Ⅲ）使用了催化剂，耗能少，故途径（Ⅱ）的发展前景又不及途径（Ⅲ）
故答案为：途径（Ⅲ），①原料来源丰富；②生产过程能耗低，产品产率高；③生产过程污染少．

点评 本题考查有机物的推断，为高考常见题型，涉及炔、烯等物质的性质、高聚物等，难度中等，根据人造羊毛的结构确定C、D的结构简式是解题关键，注意采用倒推和正推向结合的方法推断．