精细有机合成原理与工艺思考题（完整）

精细化工复习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 703 考试特辑系列 １ 精细有机合成原理与工艺思考题 第一章 绪论 1. 衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志是什么？ 精细化工率(精细化工产值占化工总产值的比例)的高低已经成为衡量一个国家或地区化学工业发 达程度和化工科技水平高低的重要标志。 2. 什么叫精细化工产品（或精细化学品）？基本特点有哪些？ “凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身具有特定功能的小批量或高纯度化学品”。 有时也称作专用化学品(special chemicals) 。精细化学品的特点：① 产品功能性强（专用性） ② 批量小③ 品种多 ④ 利润率高⑤ 更新换代快 3. 精细化工的定义；精细化工的基本特点有哪些？ 精细化工（fine chemical Technology)是精细化学工业的简称，“生产精细化学品和专用化学品 的工业。精细化工的特点： ① 多品种、小批量 ② 综合生产流程和多功能生产装置 ③ 高技术 密集度 ④ 大量应用复配技术 ⑤ 新产品开发周期长，费用高 ⑥ 商品性强、市场竞争激烈 4. 化工产品生产过程的顺序是怎样的？ 5. 化工行业类别有哪些？ 煤化工、石油化工、基本有机化工、高分子化工、精细化工、生物化工、无机化工 6. 精细化工的产生和发展与什么有关？ （1）与人们的生活和生产活动密切相关；（2）与化工原料来源及其发展密切相关。 7. 目前国外精细化工的发展趋势是什么？ 产业集群化，工艺清洁化、节能化，产品多样化、专用化、高性能化。 8. 化学工业精细化率（精细化工率）是怎样定义的？它的标志性意义是什么？ 精细化率反映了一个的国家化工生产水平及化工集约化程度。已经成为衡量一个国家或地区化学 工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。发达国家化工精细化率已达 60－80% 。 9. 我国近期出台的《“十一五”化学工业科技发展纲要》将哪些精细化工领域列为“十一五” 精细 化工技术开发和产业化的重点? 我国近期出台的《“十一五”化学工业科技发展纲要》又将精细化工列为“十一五”期间优先发展 的六大领域之一，并将功能涂料及水性涂料，染料新品种及其产业化技术，重要化工中间体绿色 合成技术及新品种，电子化学品，高性能水处理化学品，造纸化学品，油田化学品，功能型食品 添加剂，高性能环保型阻燃剂，表面活性剂，高性能橡塑助剂等列为“十一五” 精细化工技术 开发和产业化的重点。 10. 自 2007年起我国将全面禁止哪 5种高毒农药在农业上使用？ 自 2007年 1月 1日起，我国将撤销所有含有甲胺磷、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、磷胺等 5种 高毒农药的制剂产品的登记证和生产许可证，全面禁止这 5种高毒农药在农业上使用。 11. 我国建设的化工园区有哪些？ 化工园区分布－上海化学工业园区（漕泾）、南京化学工业区、江苏扬子江国际化学工业区（张家 港）、中国精细化学工业泰兴园区 、中国精细化工（常州）开发园区 、中国石油化学（泰州）开 发园区 、江西星火化工区（九江）、重庆长寿化工园区 、浙江杭州湾精细化工区（上虞）、珠海 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ２ 石化基地 、广东茂名石化工业区 、沧州临港化工园区 、齐鲁化学工业区、抚顺石化工业园区等。 12. 中国精细化工发展比较先进的领域有哪些？举例说明。 13. 中国精细化工生产中存在的问题主要有哪些？ a) 技术水平低－仅相当于发达国家 20 世纪 80 年代末 90 年代初的水平，原 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 消耗以及生产成 本均高于国外同类产品 b) 企业规模小－我国有数千厂家，与国外相比，规模小。如我国饲料磷酸氢钙生产企业，多数为 5000－10000吨规模。而国外多为 10万吨级以上，最大为 50万吨以上 c) 产品品种少－如饲料添加剂，全世界有 300多种，而我国不足 100种；食品添加剂全世界有 14000 多种，而我国仅为国外的一半 d) 产品档次低－如合成胶粘剂，我国现多为脲醛胶、聚乙烯醇缩甲醛等，热熔胶产量仅占合成胶 粘剂总量的 3％。我国胶粘剂产量占全世界的 15％以上，而产值仅占 7.3％ e) 低水平重复建设严重－地方行为、企业行为、无序、缺乏 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 f) 环境污染严重－企业规模小、资金薄弱，有的又近农村，对环保不够重视。有些因环保问题在 国外不允许上的项目转移到国内等。造成严重环境污染 14. 有机化工生产的起始原料和主要基础有机原料有哪些？ 初始原料：煤、石油、天然气、生物有机质（农林副产） 基础原料：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、（甲苯）、二甲苯、（乙炔、萘）、合成气等 15. 精细化工专业技术人才应具备的素质有哪些？ ①专业基础理论扎实、专业知识面宽、善于生产实践和科研实验—理论联系实际的能力强。 ②勇于探索、不断提高—创新能力强。 ③思维敏捷、适应变化—随机应变能力强 有机化工原料发展的三个阶段和两次转换各是什么？以农林副产品为原料生产的化工产品延续至 今的主要有哪些？为什么能延续至今？ 三个阶段：（1）农林化工阶段 （2）煤化工的兴起与发展阶段（3）石油化工的兴起与发展阶段 延续至今：如食用酒精、甘油、糠醛、柠檬酸等 由于这类品种或被食用，或有综合利用价值 16. 煤化工的兴起与发展阶段主要包括哪几个方面？被称为“有机合成工业之母”的产品是么？ 煤化工阶段－煤焦油、乙炔及合成气化工; 乙炔被称为“有机合成工业之母” 17. 石油化工的兴起与发展经历了哪几个阶段？石油化工诞生的标志是什么？ 炼厂气综合利用和石油化工独立发展阶段; 以炼油副产炼厂气中的丙烯为原料，成功地合成出了 异丙醇（1920年），这是第一个石油化学品，标志着石油化工的诞生 18. 一个国家有机化工发展水平的标志是什么？ 乙烯产量也就成了一个国家有机化工发展水平的标志 19. 石油烃裂解（乙烯装置）可以得到哪些化工产品？ 乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等 20. 单元反应的概念？最重要的单元反应有哪些？ 单元反应：为了在有机分子中引入或形成上述取代基（官能团）,以及为了形成杂环和新的碳环， 所采用的化学反应，叫单元反应。 重要的单元反应如下：（1）卤化 （2） 磺化和硫酸化（3）硝化和亚硝化（4）还原和加氢（5） 重氮化和重氮基的转化（6）胺解和胺化（7）烃化（8）酰化（9）氧化（10）水解（11）缩合（12） 环合（13）聚合 21. 合成气的生产方法有哪些？何谓 C1化学，C1 化学的发展有何意义？合成气的定义是什么？ （1）合成气原料：天然气、煤、石油均可。目前主要用天然气和石油。 a. 天然气—蒸汽转化法。H2含量高。CH4＋H2O(g)——→CO＋3H2 工艺条件：700－850℃，Cat. Ni-K2O/Al2O3 。 较先进工艺：ICI法。 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ３ b. 重质燃料油、煤—部分氧化法。H2含量低。如 渣油＋O2＋H2O(g) ——→CO＋H2 +··· 工艺条件：1400－1450℃，5.0-6.0 MPa 。典型工艺：鲁奇法。 （2）凡含一个碳原子的化合物如 CH4、CO、CO2、HCN、CH3OH等参与反应的化学，称为 C1化学。涉 及 C1化学反应的工艺过程和技术称为 C1化工。 （3）合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气 22. 生产糠醛的原料有哪些？糠醛的用途有哪些？ （1）糠醛的原料：许多农作物的茎、皮、壳都含有多缩戊糖，因此都能用作制造糠醛的原料，我 国生产糠醛的原料极为丰富，主要有玉米蕊、棉子壳和甘蔗渣等。我国玉米栽培面积和产量均居 世界第二，估计每年玉米蕊的产量约为 1000 万 t，若收集 1/10玉米蕊，便可加工成 10 万 t糠醛。 （2）糠醛的用途：目前，已经用糠醛合成了几百种药物、香料和有机合成原料，并且形成了以糠 醛为原料的呋喃化学工业体系。糠醛深加工产品的开发一定会带来可观的经济效益和社会效益。 23. 石油芳烃生产的生产工艺主要有哪些？芳烃抽提中常用的溶剂有哪些？ （1）a.催化重整法 是生产高辛烷值汽油的主要方法，也是芳烃生产的重要方法 原料：石脑油，环烷烃脱氢芳构化，直链烷烃脱氢环化、芳构化，环烷烃异构化脱氢形成芳烃。 方法：铂催化剂的铂重整法。 条件：温度 490-530℃，压力 0.25㎫-0.30㎫,邻氢。 b. 裂解汽油加氢 (2) 主要溶剂：二乙二醇醚、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮等。 24. 写出以下基本化工原料主要来自哪种资源？ ⑴ 甲烷；⑵ 一氧化碳；⑶ 乙炔；⑷ 乙烯；⑸ C18-C30直链烷烃；⑹ 苯； ⑺ 萘；⑻ C12-C18直链脂肪酸。 25. 简述我国精细化工的发展现状、与国外的主要差距、世界精细化工的主要发展趋势。 （1）现状：我国精细化工的基础较为薄弱，与国外先进水平相比差距较大，尤其是高新技术的精细化 工发展水平更低。自改革开放后，我国已把精细化工的发展列入国民经济的战略重点，并在政策和资 金上予以倾斜。目前，精细化工业已成为我国化学工业中一个重要的独立分支和新的经济效益增长 点。 我国近期出台的《“十一五”化学工业科技发展纲要》又将精细化工列为“十一五”期间优先发 展的六大领域之一，并将功能涂料及水性涂料，染料新品种及其产业化技术，重要化工中间体绿色合 成技术及新品种，电子化学品，高性能水处理化学品，造纸化学品，油田化学品，功能型食品添加剂， 高性能环保型阻燃剂，表面活性剂，高性能橡塑助剂等列为“十一五” 精细化工技术开发和产业化 的重点。 （2）差距：• 产品品种少－如饲料添加剂，全世界有 300多种，而我国不足 100种；食品添加剂全世 界有 14000多种，而我国仅为国外的一半 • 企业规模小－我国有数千厂家，与国外相比，规模小。如我国饲料磷酸氢钙生产企业，多数为 5000 －10000吨规模。而国外多为 10万吨级以上，最大为 50万吨以上 • 产品品种少－如饲料添加剂，全世界有 300 多种，而我国不足 100 种；食品添加剂全世界有 14000 多种，而我国仅为国外的一半 • 产品档次低－如合成胶粘剂，我国现多为脲醛胶、聚乙烯醇缩甲醛等，热熔胶产量仅占合成胶粘剂 总量的 3％。我国胶粘剂产量占全世界的 15％以上，而产值仅占 7.3％ • 低水平重复建设严重－地方行为、企业行为、无序、缺乏规划 • 环境污染严重－企业规模小、资金薄弱，有的又近农村，对环保不够重视。有些因环保问题在国外 不允许上的项目转移到国内等。造成严重环境污染 （3）趋势：产业集群化，工艺清洁化、节能化，产品多样化、专用化、高性能化。 第二章 精细有机合成的理论基础 26. 精细有机合成反应的主要类型及特点。反应试剂分为哪两类？它们各自的含义是什么？ 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ４ （1）类型 特点：产品种类多、原料种类多、反应种类多（各种单元反应）、反应形式多（均相：气相、液相，非均相： 气－液、气－固、液－固等，光有机合成、电解有机合成、酶催化等）、催化剂种类多（Cat.有固相、液相、气相， 还有光、热引发等）。原料、产物、催化剂之间纵横交错。 （2） 1) 极性试剂: 能够供给或接受一对电子以形成共价键的试剂。 ①亲电试剂: 从基质上取走一对电子形成共价键的试剂 。特点：电子云密度低，进攻其他分子的高电 子云密度中心。具亲电性能。 ② 亲核试剂:提供给基质一对电子以形成共价键的试剂 。特点：电子云密度高，进攻其他分子的低电 子云密度中心，具亲核性能。 2) 自由基试剂：含有未成对单电子的自由基或是在一定条件下可产生自由基的化合物称自由基试剂。 如 Cl2可产生自由基 Cl·。 27. 何谓动力学同位素效应？原子经济性反应的含义是什么？ （1）“动力学同位素效应”：如果将反应物分子中的某一原子用它的同位素代替时，其反应速度会发 生变化，这种反应速度的差异，称为动力学同位素效应。 （2）原子经济性反应的概念是由美国化学家 B.MTTrost在 1991年首先提出的，即在反应中应该使原 料中每一个原子都结合到目标分子即所需产物中，不需要用保护基团或离去基团，因而不会有副产物 或废物生成。 最充分、最彻底地利用原料。 28. 什么样的烃类适合亲电取代反应？为什么？ 亲电取代反应包括脂肪族和芳香族亲电取代，但应用较多的是芳香族亲电取代反应。因为芳香环是一 个共轭体系，由于环上л电子云高度离域，电子云密度较高，容易发生亲电取代反应。 29. 芳香族亲电取代反应历程是什么？并写出反应历程的通式。 大多数亲电取代反应是按照经过σ配合物中间体的两步历程进行的。其通式如下： Ar+ H E k2 ArE + H+ Ar-H+E+ k1 k-1 Ar+ H E σ 络合物 (1) (2) 30. 影响芳香族亲电取代定位规律的主要因素有哪些？其中最重要的是什么？ （2）最重要的是已有取代基的极性效应。芳香族取代反应中，苯系研究的最多，也最重要。 31. 苯环上已有两个取代基的定位规律是什么？萘环的定位规律是什么？ （1）a. 已有取代基的极性效应：对不可逆亲电取代反应，苯环上已有取代基的极性效应不同，所生 成的各异构σ配合物的稳定性不同，由此解释其定位作用。 b.已有取代基的空间效应：即空间位阻作用。注意：空间位阻的解释只有在已有取代基极性效应相差 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ５ 不大时。如极性效应相差较大，则极性效应起主要作用。 c、亲电试剂的极性效应：亲电质点 E+越活泼，其对定位的选择性越差；反之，亲电质点 E+越不活泼， 其对定位的选择性越好。 d.新取代基的空间效应：C－烷基化中的叔丁基化（表中最后一行），几乎没有邻位异构产物。 e.反应条件的影响：注意：温度、催化剂及反应介质都会影响定位效应。 （2）A、萘的一取代活性：α位>β位>苯 ① 主要发生在α-位（如萘的硝化、氯化、低温磺化） ② 可逆亲电取代，取代基会转移到没有空间障碍的β位。 B、萘环上有一个第一类取代基 ①已有取代基在α位：新取代基进入同环邻、对位； ②已有取代基在β-位：新取代基进入同环α位：1,2-异构产物；个别情况进入同环β位： C、萘环上有一个第二类取代基：新取代基进入另一环上α位。 32. 什么样的烃类适合亲核取代反应？脂肪族亲核取代反应历程有哪些？SN2 反应的重要标志是什 么？ （1）脂肪族的（2）其反应历程分 SN1和 SN2（3）在反应中发生构型逆转是 SN2型反应的重要标志。 33. 影响亲核取代反应历程和速度的主要因素有哪些？它们是怎样影响的？ （1）影响亲核取代反应历程和速度的主要因素有：作用物的结构、亲核试剂、离去基团和溶剂的性 质等。并且它们是相互联系的。 （2）A.作用物的结构：a. 电子效应：被进攻的碳原子上有给电性取代基，使烷基正离子稳定性增大， 有利于 SN1；有吸电性取代基，有利于 SN2。 b. 空间效应：空间位阻有利于 SN1。 B.离去基团性质：越容易形成负离子（或接受电子能力强）的离去基团越有利于亲核取代反应的进行 C. 亲核试剂：仅影响 SN2。绝大多数试剂的亲核能力与其碱性强弱一致。 D.溶剂极性：SN1 反应在质子传递溶剂中反应有利；SN2 反应在非质子传递溶剂中反应有利（在极性 溶剂中使亲核试剂活泼性减弱） 34. 亲核试剂引入芳香环时一般采用亲核置换反应 ，为什么？ 35. 亲核置换反应历程有哪几种？其中应用最多的是哪一种？ （1）a. 双分子历程： SN2历程。反应速度与亲核质点的浓度和芳香族被置换物的浓度有关。 b.单分子历程：重氮盐的水解或醇解生成酚或醚是亲核置换反应，其历程按 SN1进行 c. 去氢苯历程：不活泼的芳香族卤化物，在通常的亲核取代条件下，卤原子不易被羟基、氨基、氰 基等取代。如果在强烈的条件下，如氯苯用 10～15％的氢氧化钠溶液处理，在一定温度下，发生氯 原子被羟基的取代。 （2）上述三种历程中，以双分子（SN2）历程的反应最多 36. 消除反应的定义？反应历程有哪几种？E2历程和 SN2历程的区别主要是什么？ （1）有机物分子中同时除去两个原子（或基团），形成一个新分子的反应。 （2）双分子消除反应历程(E2)&单分子消除反应历程(E1) （3）E2 和 SN2 的比较：E2 历程和 SN2 历程很相似。区别在 E2 历程中碱性试剂进攻β-氢原子， 而 SN2历程中反应发生在α-碳原子上。 37. β-消除、α-消除的定义？ β-消除：在相邻的两个碳原子上除去两个基团。 生成烯（炔）烃、或碳与杂原子的双键。 α-消除： 在同一个碳原子上除去两个基团，也称 1,1—消除。生成卡宾（>C：） 38. 消除反应的定向法则有哪几种？各自的内容是什么？ a. 查依采夫（Saytzeff）法则: 从卤代烷消除卤化氢时，氢从含氢最少的碳原子上消除，主要生 成不饱和碳原子上连有烷基数目最多的烯烃。 b. 霍夫曼（Hofmann）法则: 季铵碱分解时，主要生成在不饱和碳原子上连有烷基数目最少的烯 烃。（此为 E2历程时。若 E1历程则按查依采夫法则） 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ６ c. 若分子中已有一个双键（C＝C或 C＝O），不论按何种消除历程，均以形成共轭双键产品为主。 39. 影响消除反应的因素有哪些？它们是怎样影响的？ （1）反应物分子结构 a. 空间效应：被消除原子所连的碳原子（α-碳原子）上有支链时，无论 E2 还是 E1机理，反应均有利(因 E2是进攻β-氢原子)。 b. 电子效应：β-碳原子上有吸电子基团，有利于 E2反应(增加了β-氢原子的活性)。 c. 离去基团的性质：离去基团吸电子能力增加，使β-氢原子的电子云密度下降，有利于 E2消除， 而对 E1消除无明显影响。 （2）反应条件 a. 试剂碱性的影响 在消除和取代之间，强碱有利于消除不利于取代。高浓度的强碱性试剂在非离子化溶剂中，有利于双 分子程，且对 E2比对 SN2更有利。碱的浓度低或无碱存在时，在离子化溶剂中，有利于单分子 历程，且对 SN1比对 E1更有利。 b. 溶剂（介质）的影响 溶剂极性 ↑单分子反应↑ ；溶剂极性 ↓双分子的 E2反应 ↑ 溶剂的极性只促进生成解离中间物的速度，故对单分子反应有利，而对 SN1与 E1产物的比例影响 较小。 溶剂的极性越小，有利于双分子的 E2反应。 c. 温度的影响：提高温度有利于消除反应。 40. 自由基的产生方法有哪几种？简述自由基的产生方法。自由基反应历程是？分为哪几个阶段？ （1）产生方法: 热离解法、光离解法和电子转移法。 (2)热离解法：化合物受热到一定温度发生热离解，产生自由基。 光离解法：分子受到光的照射而被活化，发生化学键均裂产生自由基。 电子转移法: 利用重金属离子具有得失电子的性能，来催化过氧化物分解产生自由基 (3) 反应历程包括三个阶段：链引发、链传递和链终止。 41. 加成反应分为哪几种类型？ 加成反应分亲电加成、亲核加成和自由基加成。 42. 常用的亲电试剂有哪些？重要的亲电加成反应有有哪些？ （1）常用的亲电试剂：强酸、Lewis酸（如氯化铁、氯化铝）、卤素、卤代烷、卡宾、醇、羧酸、羧 酰氯等。卤素的亲电性：氯>溴>碘。 （2）重要的亲电加成反应有：以 C-C 重键为被作用物，亲电试剂是卤素、卤化氢、次卤酸、卤代烷 和硫酸的反应。 43. 最重要的亲核加成反应是什么？参与加成反应的亲核试剂有哪三类？ （1）最重要的是碳氧双键（羰基）的亲核加成。 C＝O 中，带正电荷的 C原子与亲核试剂发生反应。 （2）A.能形成 C 负离子的化合物：主要是含活泼α-氢的醛、酮、羧酸及其衍生物和亚砜等。在碱催 化剂的作用下能形成 C负离子。C负离子与羰基化合物容易发生亲核加成反应 B. 具有未共用电子对的化合物或离子：如 H2O、ROH、H2S、SO3H－、NH2OH、C6H5NHNH2等。与羰基化 合物加成后形成 C－O、C－S和 C－N键等。 a. 醛、环氧化合物、不饱和化合物与亚硫酸钠的亲核加成，生成烷基磺酸化合物； b. 乙酰乙酰胺与苯肼亲核加成生成腙。 C. 含氢负离子的金属氢化物：如 LiAlH4、NaBH4等。能与碳氧双键、碳碳重键等发生亲核加成的加氢 反应。 第三章 精细有机合成的工艺学基础 44. 精细化学品生产工艺（技术）路线选择的主要原则有哪些？ ①原料价廉可靠。在一般生产中，原料成本是产品成本的主要部分。要考虑：首先选择价格便宜、来 源可靠的原料；还要考虑原料的质量和辅助原料的供应。 ②技术先进可靠。考虑目前生产合理的现实意义与持续生产的长远意义。技术先进包括能使用廉价可 靠的原料、先进的反应装置、高效的催化剂、设备少、流程短、能耗低、污染物少、以及管理方便、 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ７ 操作安全等。 ③产品要合格化和能综合利用。符合 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (国家、行业、企业)。 ④环境保护要切实可行。 ⑤特殊材料及设备的来源要有保证或有代用品。 ⑥消耗指标尽量降低：主要原材料消耗指标、热能、动力等消耗指标低。技术路线选择的合适与否， 最终表现在消耗指标上。 45. 化学计量学的 9个基本概念。 （1）反应物的摩尔比：加入反应器中的各种反应物之间的摩尔比。 （2）限制反应物和过量反应物：不按化学计量比投料时，其中以最小化学计量数存在的反应物叫限 制反应物。而某种反应物的量超过限制反应物完全反应的理论量，则该反应物叫过量反应物。 （3）过量百分数：过量反应物超过限制反应物所需理论量部分占所需理论量的百分数叫过量百分数。 （4）转化率：某反应物 A反应掉的量(nA,R)占反应器输入量(nA,in)的百分数。 （5）单程转化率和总转化率：某些反应过程，反应物一次经过反应器后的转化率并不高，有时很低。 因此有时需将主反应物从产物中分离后循环使用，有时甚至是多次循环使用。故有单程转化率和总转 化率之分。 （6）选择性：某一反应物转变成目的产物理论消耗的摩尔数占该反应物在反应中实际消耗掉的总摩 尔数的百分数。 （7）理论收率 (以 Y表示 )、单程收率和总收率 （8）质量收率： 目的产物的质量占某一输入反应物质量的百分数 （9）原料消耗定额： 生产一吨产品需要消耗的原料量。 46. 乙烷裂解生产乙烯过程反应为：C2H6 → C2H4 + H2 已知：原料乙烷的进料量为 1000kg/h，反应掉乙烷量为 600 kg/h ，得乙烯 340 kg/h ，未反应的 乙烷循环回反应器继续裂解。求反应过程中乙烷的单程转化率、总转化率；乙烯的选择性；乙烯的理 论收率、质量收率和总收率。 47. 有机合成中的溶剂主要起哪些作用 溶剂的作用：①溶解作用；②影响反应机理。 48. 解释：离子原、离子体、离子化过程、离解过程。 (1)离子原：在固态时具有分子晶格的偶极型化合物，在液态时它仍以分子状态存在。但是当它与溶剂 作用时可以形成离子。(即无溶剂时是分子态，只有与溶剂作用时可形成离子，“给溶剂提供离子”)。 如：卤化氢、烷基卤、金属有机化合物等。 (2)离子体：在晶态时是离子型的。在熔融状态以及在稀溶液中也只以离子形式存在的化合物。(无论 什么状态下均以离子态存在)。如：金属卤化物等二元盐。 (3)离子化过程：离子原的共价键发生异裂产生离子对的过程。 (4)离解过程：离子对(缔合离子)转变为独立离子的过程。 (5)离子对：具有共同溶剂化层、电荷相反的成对离子。 49. 溶剂的哪些性质影响溶质的离子化过程和离解过程？它们是如何影响的？ (1)溶剂的离子化能力主要不是取决于有较高的介电常数,更重要的是溶剂还必须具有强的电子对给体 (EPD)或电子对受体(EPA)的能力。这样才能使离子原的共价键异裂为离子键。 (2)介电常数：两种电荷相反的离子之间的静电吸引力(库仑力)与溶剂的介电常数成反比。（课件） 50. 常用于鉴别各种溶剂的离子化能力和离解能力的溶质是什么？ 用三苯基氯甲烷离子原作溶质，可以鉴别各种溶剂的离子化能力和离解能力 51. 何谓离子化溶剂和离解性溶剂？它们各有何特征？ 离子化溶剂：有强的 EPD性质或 EPA性质、能使离子原离子化成离子对的溶剂。 离解性溶剂：具有高的介电常数、能够使离子对离解为独立离子的溶剂。非质子传递强极性溶剂 属此类。 52. Houghes-Ingold规则及其局限性的原因。 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ８ ①从过渡状态理论来说，静电效应主要考虑活化焓△H＃的变化，而活化熵△S＃的变化则忽略不 计； ②静电效应没有考虑溶剂的类型(质子型和非质子型)、溶剂的 EPD、EPA、以及溶剂化能力或配位 能力等专一性溶剂化作用对反应速度的影响。 53. 专一性溶剂化对 SN反应速度的影响。 从质子型和非质子型两类溶剂分别讨论。 （1）质子传递型溶剂对 SN 反应速度的影响：质子传递型溶剂 HS(仅表示质子传递型溶剂)具有氢键 缔合作用，是电子对受体，它能使负离子专一性溶剂化。 ①加速(a)型 SN1 反应，因质子传递型溶剂有利于离去负离子 X－的专一性溶剂化。从而使 SN1 的 反应速度加快。（加速裸正离子的反应） ②加速(c)型 SN2反应，如果所加入的质子传递型溶剂对活化配合物负端的氢键缔合作用比对反应 质点 Y：的缔合作用强，则加入质子传递型溶剂使反应速度加快。 ③减慢(d)型 SN2 反应，因为质子传递型溶剂比较容易使反应质点 Y- 专一性溶剂化。负离子 Y- 越硬(即体积越小、电荷对体积之比越大，或电荷密度越高)，Y- 在质子传递型溶剂中的专一性 溶剂化倾向越强。 （2）非质子传递型极性溶剂对 SN 反应速度的影响：许多非质子传递型极性溶剂是电子对给体，因 此它们对 SN反应速度的影响常常与质子传递型溶剂相反，它能使正离子专一性溶剂化。 ① 对(a)型 SN1 反应，不能使离去的负离子 X－溶剂化,而是使反应质点 R＋专一性溶剂化，抑制 反应速度。甚至改变反应历程，将(a)型 SN1 反应历程改为(d)型 SN2反应历程。 ② 对(c)型 SN2反应，非质子传递型极性溶剂不能使反应质点 Y：专一性溶剂化，但能使活化配合 物的正端专一性溶剂化，使 SN2反应加速。（使 Yδ+„R„Xδ-正端溶剂化，不能使 Y：溶剂化。） ③ 对(d)型 SN2 反应，使反应加速。因为非质子传递型极性溶剂介电常数高，易使亲核试剂 M+Y －(离子体)离解，且易使正离子 M+专一性溶剂化(溶剂的正端位阻大不易使 Y－专一性溶剂化)， 从而使 Y－成为活泼的“裸负离子”， 54. 有机反应对溶剂有哪些要求？ ①结构、组成稳定。在反应过程及后处理时不反应，不影响催化活性。 ②对反应物溶解性好 ③容易回收。 ④使用安全。 ⑤毒性小，三废易处理。 ⑥价格便宜，来源方便。 55. 相转移催化反应的定义？相转移催化剂的应用范围？ （1）相转移催化反应：两种处在不同相态间的反应物（互不相溶的两相）通过加入少量第三种物 质后，可以使反应物在相间发生转换，从而使反应加速。这类反应就称为 “相转移催化”反应。 这种可以使反应物在相间发生转换从而加速反应的物质叫 “相转移催化剂” （2）相转移催化剂的应用范围：主要用于亲核取代和亲电取代。应用的单元反应包括：卤化、烷 化、酰化、羧化、酯化、硫化、氰基化、缩合、加成、氧化、还原等。 57. 相转移催化的基本原理。 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 ９ 58. 相转移催化剂的两个基本要求是什么？ ①相转移催化剂的化学基本要求： a.能将反应所需离子从水相或固相转移到有机相； b.有利于该离子的迅速反应。 ②相转移催化剂的工业基本要求： a.用量少、效率高、不应消耗或失效； b.来源方便、价格合理； c.毒性小。 59. 相转移催化剂的主要类型及特点。 a. 季铵盐和叔胺型：将负离子从水相转移到有机相。价格便宜，工业应用多。 b. 聚醚型：（主要是链状聚乙二醇和它的二烷基醚和环状冠醚。） 与正离子配合形成伪有机正离子。 将离子对从水相转移到有机相，而且可以在无水或者在微量水存在下将固态的离子对转移到有机相。 60. 对硝基苯乙醚是由对硝基氯苯和氢氧化钠的乙醇溶液使用相转移催化剂季铵盐采用相转移催化法 制得的，试画出该相转移催化过程的原理图。 这是反应的方程式，原理图可以仿照 57题画出 61. 何谓均相配位催化（均相络合催化）？这类反应过程有哪些优缺点？试举两例重要的均相配位催化 过程。 （1）均相配位催化: 使用可溶性过渡金属配合物作为催化剂，在液相对有机反应进行均相催化的方法 （2）主要优点：①选择性好：催化剂以分子状态存在，活性中心为催化剂分子，均匀同等。且分子态 尺寸小，在同一瞬间只能有一个或几个官能团靠近催化剂分子而处于有利反应的地位，从而提高反应 的选择性。而多相固体催化剂则表面非均一，具有多种不同的活性中心，可同时发生不同方向的反应 ②活性高：由于中心过渡金属原子和配位体的精心筛选可以达到最佳配合。使催化剂达到高选择性和 高活性。 ③催化体系的预见性好：均相配位催化剂的结构特点－中心过渡金属原子和配位体。这就为催化体系 的研究和设计提供了方便。可以通过改变中心原子或配位体来调整其性能 主要缺点：①催化剂贵，回收困难。资源少。 ②由于在酸性介质中反应，故需特种耐腐蚀材料 ③耐温性差，<250℃ ④某些 Cat.，尤其用 CO为原料时，需高压，如钴，30MPa （3）主要应用有：双键的加氢、烯烃的齐聚与共聚、烯烃与二烯烃的加成、烯烃的异构化与氧化、羰 基化反应等。 62. 举例写出均相配位催化剂的基本组成，并说明各部分的主要作用。均相配位催化主要优缺点。 (1) (2)两个部分的作用：对均相配位催化剂来说，参加化学反应的主要是过渡金属原子（活性组分），配 位体大多并不参加反应，主要是起调整催化剂活性、选择性和稳定性的作用。 (3)此处同上题 63. 均相配位催化的基本反应有哪些？ (1) 配位与解配配位 一个配位体以简单的共价键或配位键与过渡金属原子结合而生成配位配合物的反应。解配就是配位的 逆反应，即金属—配位体之间的共价键或配位键发生断裂使该配位体从配合物中解离下来。 (2) 插入和消除 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 １０ 插入：与过渡金属原子配位结合的双键（如烯烃、二烯烃、炔烃、芳烃和一氧化碳等配位体中的双键） 中的π-键打开、并插入到另一个金属-配位体之间。例如，乙烯齐聚的第二步基本反应就是乙烯插到 M —H 键之间。（插入反应也可以看作是一个配位体从过渡金属原子上转移到一个具有双键的配位体的β 位上，因此插入反应也叫做配位体转移反应或重排反应。） 消除：一个配位体上的β氢（或其他基团）转移到过渡金属原子的空配位上，同时，该配位体-金属原 子之间的键断裂，使该配位体成为具有双键的化合物，从金属原子上消除下来 (3) 氧化和还原： 在氧化/还原反应中，配位催化剂中的过渡金属原子通常是在两个比较稳定的氧化态之间循环。 (4) 氧化加成和还原消除： 氧化加成：一个分子断裂为两个配位体，并同时配位到一个过渡金属原子上。 还原消除：氧化加成的逆反应，两个配位体同时从过渡金属原子上解配下来，并相互结合成一个分子 64. 写出丙烯均相配位催化二聚生成 2-甲基-1-戊烯的各步反应的反应式和反应名称，并写出其催化循 环图。 65. 丙烯在 H-CO（CO）3的催化下，经配位、氢插入、CO配位、CO插入、加氢和解配等基本反应，生成 正丁醛，试写出每步反应的反应式，并用催化循环图表示。 66. 用氯气进行苯氯化制氯苯，副产物为二氯苯。反应为连续操作，未反应苯经分离后循环使用。反应 器入口处苯进料 780 Kg/h（其中 60％为循环苯，且循环苯中不含其它组分），分离后产品氯苯产量 450Kg/h（经分析其中含氯苯 95m％，二氯苯 3.27m％，苯 1.73 m％）。 计算：苯的单程转化率、总转化率、生成氯苯的选择性以及生成氯苯的理论收率、质量收率和总收 率。 第四章 卤化 67. 用于加成和取代卤化的卤化剂有哪些？用于置换卤化的卤化剂有哪些？ （1）用于加成和取代的卤化剂 卤素: Cl2、Br2、I2 卤素的酸加氧化剂：HCl＋NaOCl，HCl＋NaClO3、 A HBr＋NaOBr，HCl＋ NaBrO3 其它卤化剂：SO2Cl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl （2）用于置换的卤化剂：HF、KF、NaF、SbF5、HCl、A HBr、NaBr等 68. 卤化反应的应用有哪些？ （1）有机单体：氯乙烯、四氟乙烯等，用于生产塑料。 （2）有机溶剂：四氯化碳、二氯乙烷、氯苯等 （3）制冷剂：氟利昂等 （4）精细有机化学品：农药、医药、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、染料、颜料、橡胶防老化剂等。 69. 芳环上取代卤化的反应历程及主要催化剂。芳环上取代卤化时，有哪些重要影响因素？ （1）反应历程（典型的亲电取代反应 ）反应通式： ArH + X2 →ArX + HX 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 １１ （2）催化剂：金属卤化物、硫酸、碘、次卤酸（ X2 ）等 （3）影响因素：氯化深度、混合作用、反应温度、原料纯度、催化剂的选择、反应介质的选择 70. 芳环上取代卤化时，溴化和氯化的主要差别及原因。 71. 苯氯化时主要影响因素及反应条件的选择。 （1）氯化深度的影响 ：氯化深度的控制：X↑ C↑ D↑ （多氯苯产率增多） （2）返混作用：连续反应过程中，反应产物不能及时离开反应器，又返回到反应区域促进连串反应 的现象。返混作用使多氯苯的产量增加(部分产物停留时间过长)。因此在设计反应器和工艺时尽量减 小返混程度。 （3）反应温度：T↑ 反应速度↑，但 k2/k1↑，故早期工艺(釜式)温度控制 35－40℃。塔式沸腾连 续生产工艺采用 78－80℃，是因为该工艺返混轻，而温度对选择性的影响小于返混的影响。为提高 生产能力，故采用较高的温度。 （4）原料纯度：严格控制噻吩、水、氢气的含量。噻吩：易与催化剂反应，生成黑色沉淀；易与氯 气反应，生成的付产物放出 HCl，产生腐蚀。 （5）催化剂影响：芳环上的取代卤化，根据芳环的活泼程度。较活泼时，如芳环上有较强的供电子 基(羟基、氨基)，可不用催化剂；活性较低的芳烃(甲苯、苯、氯苯)，用金属卤化物，如 FeCl3。不 活泼的芳烃(蒽醌等)，强催化剂和苛刻条件，如浓硫酸、碘或氯化碘 Cat.。 （6）反应介质的选择：根据被卤化物的性质选取反应介质。 反应温度下为液态的芳烃，可不用介质，或认为以反应物本身为介质，如苯、甲苯、硝基苯； 反应温度下为固态的，且性质较活泼的，可将其悬浮分散在水中，在盐酸或硫酸存在下进行卤化，如 对硝基苯胺； 反应温度下为固态的，且较难卤化，则往往需要溶解在浓硫酸、发烟硫酸或氯磺酸介质中进行卤化， 或用更难卤化的有机溶剂作介质，有时用碘作催化剂；如水杨酸在氯苯或醋酸中的氯化。 72. 写出苯的直接催化氯化生产氯苯过程的反应方程式；画出工艺流程图；注明各设备的名称，简述生 产过程。 （1） （2）P105 课本图 4-3 （3）苯的直接催化氯化生产过程: 将经过食盐干燥的苯、氯气，按苯氯比约 4：1的摩尔比送入充满铁环填料（作催化剂）的氯化塔 底部，维持在 75-85℃之间，使其在沸腾状态下进行反应。从顶部放出的苯蒸汽和氯化氢气体，竟石墨 冷凝器冷却，冷凝液经酸苯分离器分离，分离出的苯返回塔内，不冷凝的氯化氢去吸收系统，用水吸 收得到盐酸。从反应塔上端溢流出的反应液中，要求不含氯气。反应液经液封槽，再流入石墨冷却器 冷却，后送去水洗、中和、分离、精制后可分别得到产品氯苯、二氯苯及回收苯。 73. 溴系列阻燃剂的优点有哪些？其主要产品有有哪些？ （1）优点：由于溴系列阻燃剂的效率比相应氯系约高 50% （以质量计），而且可以同时在气相及 凝聚相起阻燃作用，能减少在材料中的阻燃剂用量，而不致过多恶化基材的物理力学性能和电气 性能，应用面广。 （2）产品：四溴双酚 A、十溴二苯醚、八溴二苯醚、三溴苯酚、四溴邻苯二甲酸酐等 74. 脂烃及芳环侧链取代氯化反应历程、引发条件选择及影响因素。 （1）反应历程：自由基的生成（链引发）、链传递、链终止 （2）引发条件：a.光照引发 ①紫外光照射最有利(能量高，有利于引发自由基)。 ②λ<300nm的紫外光，不能透过普通玻璃。 b.高温引发：分子的热离解能越高，需要的温度越高。液相氯化：一般氯化温度在 100～150℃。 气相氯化：>250℃，甲烷氯化则需 500℃以上。温度升高，有利于提高取代反应的速度。 75. 脂烃及芳环侧链的取代卤化反应中，催化剂及杂质对反应有何影响？为什么？ 许多催化剂（如金属卤化物）对烯烃和芳环的加成卤化或环上的亲电取代卤化有利，所以在有金 属卤化物存在下，不仅对自由基反应不利，反而会抑制自由基反应的进行。从反应动力学研究发 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 １２ 现，在卤化反应中，如果有催化剂的存在，催化反应的速度大大高于自由基反应的速度。因此， 通过自由基反应进行芳环侧链的卤化时，原料中不能含铁，反应物料不能接触金属内壁或杂质铁。 设备不能用普通钢，需衬玻璃或搪瓷或石墨反应器。 76. 氯化石蜡的规格大约有哪几种？ 按氯含量可分为 42％，48％，50％～52％，65％～70％四个品牌 78. 双键的加成卤化主要有几种反应历程？ 有两种不同的反应历程，即亲电加成和自由基加成 亲电加成机理：两步，先形成π配合物，再由π→σ配合物→产物。 自由基加成机理：历程：先生成卤原子自由基，自由基再与双键加成。 79. 置换卤化的机理、优缺点。 （1）亲核置换 （2）特点：不发生多卤化、无异构产物、产品纯度高。在制药及染料工业应用多。 缺点：步骤多。 80. 有机氟化物是采用何种方法生产的？原因何在？ （1）工业上用置换氟化。工业上应用较多的氟化剂是 HF、NaF、KF、AgF2、SbF5 。去置换氯基而 生成有机氟化物。 （2）原因： 氟分子不易进行亲电取代氟化(极性强，不易生成氟正离子)，而自由基反应又太剧 烈，难以控制，有爆炸危险。故不直接氟化(有研究，但工业化有距离)。 81. 对硝基苯胺二氯化制 2，6－二氯－4－硝基苯胺时（水介质中），为何可制得高质量得产品？ 82. 正十二醇制正十二烷基溴时，加入四丁基溴化铵起何作用？为什么？ 83. 写出四种丁醇中的羟基被氯置换的活性次序。 84. 写出本章所遇到的各种亲电卤化反应、亲核卤化反应、自由基卤化反应的名称。 85. 甲苯在 100℃侧链氯化时，不同研究者测得的 k1/k2 分别为 9.0,6.0 和 7.3，试分别估算氯化液中 一氯苄的最高含量，并进行对比和讨论。 86. 苯的逆流连续沸腾一氯化制氯苯与并流连续沸腾一氯化制氯苯，在产物组成、能耗和设备投资方面 进行比较，选用哪种方式更合适？ 87. 简述由甲苯制备以下化合物的合成路线、各步反应的名称和大致反应条件： （1） （2） （3） CF3 Cl Cl CF3 Cl Cl CF3 Cl Br 88. 写出以下反应的主要产物和反应类型 （1） CH2 = CH—CH3 Cl2,500℃ （2） CH2 = CH—CH3 Cl2,液相，无水，低温 （3） CH2 = CH—CH3 Cl2,水中，35～50℃ （4） CH2 = CH—CH3 HCl,活性白土，120～140℃ （5） CH2 = CH—CH2Cl HBr,过氧化苯甲酰 （6） CH2 = CH—CH2CN HCl,低温 89. 在氯置换为氟时，芳环上的氯不够活泼，只有当氯的邻位或对位有强吸电基（主要是硝基和氰基） 精细化工复习题总结 703 考试特辑系列 １３ 时，氯才比较活泼，但仍需很强的反应条件。写出由对硝基氯苯制对硝基氟苯时的大致反应条件， 是否可在高压釜中于水介质中用相转移催化法？ 90. 比较环丁砜、N－甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜三种溶剂的共同点和异同点（查阅有关资料）。 91. 指出以下试剂，哪些是亲电试剂、亲核试剂和自由基试剂。 （1） PCl3（侧链氯化催化剂） （2） PCl3（氯置换羟基反应剂） （3） HBr（溴置换羟基反应剂） （4） HBr（丙烯制 2－溴丙烷反应剂） （5） HBr（丙烯制 1－溴丙烷反应剂） （6） Cl2（石蜡氯化反应剂） （7） Cl2（甲苯环上取代氯化反应剂） （8） Cl2（甲苯侧链氯化反应剂） 第五章 磺化 63、磺化目的有哪些？磺化应用有哪些方面？ （1）目的 ①生产特定目的产品：使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力。如 表面活性剂、印染助剂，如十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠等； ②生产有机合成中间体或产品：如先磺化成磺酸基，再将磺酸基转变成其它基团（如羟基、氨基、氰 基、氯基等），如苯磺化碱熔法生产苯酚 ③（有机合成时）定位活化某些基团，以利于某些反应的进行：为使反应在某些位置容易进行，先对 化合物进行磺化，再进行特定位置的反应。反应完成后再将磺酸基水解掉（磺酸基容易水解） （2）应用：主要用于生产阴离子表面活性剂(主要是洗涤剂)、染料、医药、农药。石油工业中应用： 如石油磺酸盐的合成与应用，三次采油、洗涤、防锈、以及用于纺织工业。 64、工业上常用的磺化剂有哪几种？发烟硫酸两种浓度之间是如何换算？工业硫酸、发烟硫酸的两种 规格各是什么？ （1）工业生产常用的：硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸、亚硫酸钠等 （2） （3）工业硫酸：两种规格。92.5％（质量）(也称矾油)和 98％的硫酸。 发烟硫酸：两种规格。含游离 SO3 20％和 65％ 65. 磺化的亲电质点有哪些？水是如何影响磺化反应速度的？ SO3、H2S2O7、H2SO4、HSO3 ＋和 H3SO4 ＋ 以硫酸为磺化剂，当水很少时，磺化反应的速率与水浓度的平方成 反比，即生成的水量越多，反应速率下降越快。 66. 在液相磺化法生产β-萘磺酸钠，再制备β-萘酚的过程中，写出水解吹萘的目的、中和用剂及其目 的、中间生成物 SO2的利用、β-萘酚的制备工艺。芳香族磺化生产工艺有哪几种、各有何优缺点？ 磺化产物的分离方法有哪些？