高中化学试题解析391

1. 如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。

实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略)：

实验过程：

①在装置A中加入上述三种原料，缓慢通入N₂。搅拌下加热，两种酸酐分别与1，2-丙二醇发生醇解反应，主要生成

然后逐步升温至190-200℃，醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。

②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求(酸值：中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。

回答下列问题：

（1）理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)：n(邻苯二甲酸酐)：n(1，2-丙二醇)_______。

（2）装置B的作用是_______；仪器C的名称是_______；反应过程中，应保持温度计2示数处于一定范围，合理的是_______(填标号)。

A．55-60℃

B．100-105℃

C．190-195℃

（3）为测定酸值，取ag样品配制250.00mL溶液。移取25.00mL溶液，用cmol·L^-1KOH-乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下：

应舍弃的数据为_______(填序号)；测得该样品的酸值为_______(用含a，c的代数式表示)。若测得酸值高于聚合度要求，可采取的措施为_______(填标号)。

A．立即停止加热

B．排出装置D内的液体

C．增大N₂的流速

（4）实验中未另加催化剂的原因是_______。

答案：

（1）1:1:2

（2）①. 导气，同时将顺丁烯二酸酐、苯二甲酸酐、1,2-丙二醇以及醇解反应的产物冷凝回流到装置A中，但是不会将水蒸气冷凝

②. （直形）冷凝管

③.B

（3）①. 2、3

②.

③.C

（4）酸酐本身就能催化成酯反应（酰基化反应），且可以与水反应，促进缩聚反应正向进行

分析：

实验目的是制备不饱和聚醇，实验原理是先由3种原料发生醇解反应，生成两种有羟基和羧基的中间产物，然后两种产物再发生缩聚反应得到聚酯，两个阶段控制的温度不同。当测得样品的酸值达到合理要求后，缩聚反应完成。

⑴由聚酯的结构简式可知，两种中间产物按物质的量之比1:1发生缩聚反应生成该聚酯，而顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐分别与1,2-丙二醇以物质的量之比1:1发生醇解反应，因此，理论上，三种原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)：n(邻苯二甲酸酐)：n(1,2-丙二醇)= 1:1:2。

⑵装置A中3种原料在加热的条件下发生反应，由于这些原料有一定的挥发性，会随氮气一起流出，导致原料的利用率减小、产品的产率下降，装置B为空气冷凝管，除导气外，同时可将顺丁烯二酸酐、苯二甲酸酐、1,2-丙二醇以及醇解反应的产物冷凝回流到装置A中。

仪器C的名称是冷凝管，可以将生成的水蒸气冷凝为水，依3 种原料的沸点可知，反应过程中，应保持温度高于水的沸点、低于原料的沸点，防止原料流失，合理的是100~105℃。

⑶从表中数据可知，5次滴定消耗标准溶液的体积分别为24.98mL、24.80mL、24.10mL、25.00mL、25.02mL，第2、3两次实验的数据的误差明显偏大，故应舍弃的数据为2、3。

取合理的3次实验的平均值为25.00mL，25.00mL cmol·L^-1KOH-乙醇标准溶液中含有KOH的质量为25.00mL 10^-3L·mL^-1cmol·L^-156000 mg·mol^-1=1400c mg，因此，测得该样品的酸值为：

若测得酸值高于聚合度要求，则样品中所含的羧基数目较多，说明还有一部分单体没有发生缩聚反应、或者聚合程度不够。

A项，若立即停止加热，则酸值不变，不能达到目的，应该继续加热，让缩聚反应充分进行。

B项，排出装置D内的液体，并不能让A中的聚合反应继续反应。

C项，流动的N₂一方面可以将生成的水带走，另一方面可以起到搅拌作用，从而加快反应速率且促进缩聚反应充分进行。

⑷实验中使用了2种酸酐，酸酐本身就能催化成酯反应（酰基化反应），且可以与水反应，促进缩聚反应正向进行。

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