(12分)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。 实验室制备该聚…——2025 高考化学第 18 题答案解析

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18.(12分)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):

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>原料</td><td rowspan=1 colspan=1>结构简式</td><td rowspan=1 colspan=1>熔点/℃</td><td rowspan=1 colspan=1>沸点/℃</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>顺丁烯二酸酐</td><td rowspan=1 colspan=1><img src="https://zebfdsytobcavmuynuhx.supabase.co/storage/v1/object/public/review-images/tasks/8e9f58c1-ac9b-4341-95f9-40f3995398f4/bd6cac02191a7645.jpg"/></td><td rowspan=1 colspan=1>52.6</td><td rowspan=1 colspan=1>202.2</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>邻苯二甲酸酐</td><td rowspan=1 colspan=1><img src="https://zebfdsytobcavmuynuhx.supabase.co/storage/v1/object/public/review-images/tasks/8e9f58c1-ac9b-4341-95f9-40f3995398f4/7d1c99adbf410843.jpg"/></td><td rowspan=1 colspan=1>130.8</td><td rowspan=1 colspan=1>295.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>丙-1,2-二醇</td><td rowspan=1 colspan=1><img src="https://zebfdsytobcavmuynuhx.supabase.co/storage/v1/object/public/review-images/tasks/8e9f58c1-ac9b-4341-95f9-40f3995398f4/45f35b37675435b7.jpg"/></td><td rowspan=1 colspan=1>-60.0</td><td rowspan=1 colspan=1>187.6</td></tr></table>

实验过程:

①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入 $\mathrm { N } _ { 2 }$ 。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发

生醇解反应,主要生成

。然后逐步升温至

$1 9 0 \sim 2 0 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ,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(丙-1,2-二醇) o

(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)。

删除A.55\~60℃

删除B.100\~105℃

删除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·L1KOH—乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>序号</td><td rowspan=1 colspan=1>1</td><td rowspan=1 colspan=1>2</td><td rowspan=1 colspan=1>3</td><td rowspan=1 colspan=1>4</td><td rowspan=1 colspan=1>5</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>滴定前读数/mL</td><td rowspan=1 colspan=1>0.00</td><td rowspan=1 colspan=1>24.98</td><td rowspan=1 colspan=1>0.00</td><td rowspan=1 colspan=1>0.00</td><td rowspan=1 colspan=1>0.00</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>滴定后读数/mL</td><td rowspan=1 colspan=1>24.98</td><td rowspan=1 colspan=1>49.78</td><td rowspan=1 colspan=1>24.10</td><td rowspan=1 colspan=1>25.00</td><td rowspan=1 colspan=1>25.02</td></tr></table>

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 ${ \bf N } _ { z }$ 的流速

(4)实验中未另加催化剂的原因是 0

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(1) 1:1:2; (2) 冷凝回流;直形冷凝管;B; (3) 3; (4) 醇解反应生成羧酸,即可作为缩聚反应的催化剂

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【答案】(1)1:1:2

(2)冷凝回流;直形冷凝管;B

(3)3

(4)醇解反应生成羧酸,即可作为缩聚反应的催化剂

【解析】本题考查了有机合成与反应计量,化学实验装置与操作分析,定量滴定,反应催化原理等知识点

> ①由聚酯结构,及实验过程提到两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,生成

所以理论上投料比n(顺丁烯二酸酐):n(邻苯二甲酸酐): $\mathbf { n } ( \mathbb { M } - 1 , 2 - \mathbf { \alpha } , \mathbb { M } ) = 1 ; 1 { : } 2$

(2)装置B为空气冷凝管,作用是冷凝回流,提高原料利用率;仪器C的名称是(直形)冷凝管;反应过程中,要使原料冷凝回流且保证反应进行,则温度不能高于丙-1,2-二醇的沸点,因此B取 ${ \bf 1 0 0 } \sim { \bf 1 0 5 } ^ { \circ } C$ 更合理。

(3)5组用量分别为24.98,24.80、24.10,25.00、25.02;第3组数据偏差较大,应舍去;

消耗KOH溶液的平均体积为 $\frac { 2 4 . 9 8 + 2 4 . 8 0 + 2 5 . 0 0 + 2 5 . 0 2 } { 4 } = 2 4 . 9 5 m L$ 消耗KOH的物质的量 $\mathbf { \delta } \mathbf { \cdot n } = \mathbf { C } \times \mathbf { V } = 2 4 . 9 5 \times 1 0 ^ { - 3 } \times \mathbf { C } \mathbf { \delta } \mathbf { m o l }$ 0

则ag样品消耗KOH的物质的量为 $2 4 . 9 5 \times 1 0 ^ { - 3 } \times \mathbf { C } \times \frac { 2 5 0 . 0 0 } { 2 5 . 0 0 } = 0 . 2 4 9 5 \mathbf { C }$ 酸值 $= { \frac { 0 . 2 4 9 5 \mathbf { C } \times 5 6 \times 1 0 0 0 } { \mathbf { a } } } = { \frac { 1 3 9 7 2 \mathbf { C } } { \mathbf { a } } }$

酸值高于聚合度要求,应继续反应,可采取的方法为排出反应体系内的小分子,促进缩聚,因此选B。

(4)醇解反应生成羧酸,即可作为缩聚反应的催化剂。

【分值】12 pts

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