题目
绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求.理想的“原子经济性”反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放.以下反应中符合绿色化学原理的是( ) A. 乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷( ) B. 乙烷与氯气制备氯乙烷 C. 苯和乙醇为原料,在一定条件下生产乙苯 D. 乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求.理想的“原子经济性”反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放.以下反应中符合绿色化学原理的是( )
- A. 乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷(
) - B. 乙烷与氯气制备氯乙烷
- C. 苯和乙醇为原料,在一定条件下生产乙苯
- D. 乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
题目解答
答案
A. 乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷()
解析
绿色化学的核心要求是实现“原子经济性”,即反应物的所有原子均转化为目标产物,无副产物生成,达到零排放。本题需判断四个反应中哪个符合这一原则。
关键思路:
- 分析各反应的化学方程式,明确反应物和生成物。
- 判断是否存在副产物:若反应物的原子全部进入目标产物,则符合要求;若生成其他物质(如水、其他取代物等),则不符合。
- 重点关注反应类型:取代反应、脱水反应等易产生副产物,而特定催化条件下的加成反应可能更高效。
选项A:乙烯与氧气生成环氧乙烷
反应方程式:
$\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{Ag}} \text{CH}_2-\text{CH}_2\text{O}$
- 反应物:乙烯(C₂H₄)和氧气(O₂)。
- 产物:仅生成环氧乙烷(C₂H₄O)。
- 原子利用率:乙烯和氧气中的所有原子均转化为环氧乙烷,无副产物,原子经济性为100%。
选项B:乙烷与氯气制备氯乙烷
反应方程式(取代反应):
$\text{C}_2\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{光照}} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl}$
- 副产物:生成HCl,且乙烷可能生成多氯代物(如二氯乙烷、三氯乙烷等)。
- 原子利用率:氯气和乙烷的原子未全部进入目标产物氯乙烷,不符合要求。
选项C:苯与乙醇制备乙苯
反应方程式(Friedel-Crafts烷基化):
$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{催化剂}} \text{C}_6\text{H}_5\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O}$
- 副产物:生成水(H₂O)。
- 原子利用率:乙醇中的部分原子(如O)进入水,未全部转化为乙苯,不符合要求。
选项D:乙醇与浓硫酸制备乙烯
反应方程式(脱水反应):
$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{浓硫酸}} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O}$
- 副产物:生成水(H₂O)。
- 原子利用率:乙醇中的部分原子(如O、H)进入水,未全部转化为乙烯,不符合要求。