（11分）丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：C 4 H 10 C 2 H 6 +C 2 H 4 ， C 4 H 10 CH

Question

（11分）丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：C 4 H 10 C 2 H 6 +C 2 H 4 ， C 4 H 10 CH 4 +C 3 H 6 。下图是某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验流程。(注：CuO能将烃氧化成CO 2 和H 2 O，G后面装置与答题无关，省略) 按上图连好装置后，需进行的实验操作有：①给D、 G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等⑴这三步操作的先后顺序依次是____ _____。⑵氧化铝的作用是___ _ ，写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式 ； ⑶B装置所起的作用是____________ ______。⑷若对E装置中的混合物(溴水足量)，再按以下流程实验： ①操作I、操作II分别是 、 ；②已知D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式 ； ③Na 2 SO 3 溶液的作用是 ； (5)假定丁烷完全裂解，当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g， G装置的质量减少了1.76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n (CH 4 ) : n (C 2 H 6 ) =___ _ __(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)

Answer 1

(11分)（1）②、③、①  (1分) （2）催化剂(1分)、CH 4 +4CuO→CO 2 +2H 2 O+4Cu(2分) （3）观察、控制丁烷气体的流速(1分) （4）①分液、蒸馏(各1分,共2分) ② OHC-CHO (1分)③除去有机物中溶解的Br 2 (1分) （5）1:1(2分)

（1）首先必须检验装置的气密性；为了防止烃与氧气发生爆炸，故在加热前需要排除系统内的空气，所以此三步操作的顺序为：②③① （2）氧化铝烃的裂解反应中起催化剂作用 （3）通过观察B装置中气泡的快慢来控制通入的丁烷的速率 甲烷与CuO的反应中CuO被还原为铜单质，通过原子守恒可配平反应：CH 4 +4CuO→CO 2 +2H 2 O+4Cu （4）裂解产物乙烯、丙烯与溴发生加成反应： CH 2 =CH 2 +Br 2 →CH 2 Br—CH 2 Br、CH 2 =CHCH 3 +Br 2 →CH 2 Br—CHBrCH 3 向混合物加入Na 2 SO 3 溶液除去过量的溴：Br 2 ＋Na 2 SO 3 ＋H 2 O=Na 2 SO 4 ＋2HBr，混合液分为有机层与水层；分液后有机层的主要成分为：CH 2 Br—CH 2 Br、CH 2 Br—CHBrCH 3 ；依据两物质沸点的不同，蒸馏分开，分别碱性条件下水解、催化氧化； CH 2 Br—CH 2 Br→CH 2 OH—CH 2 OH→OHC-CHO CH 2 Br—CHBrCH 3 →CH 2 OH—CH（OH）CH 3 →OHC—CO—CH 3 依题意，D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式OHC-CHO （5）设丁烷裂解产物中含有xmol甲烷、丙烯，ymol乙烷、乙烯 C 4 H 10 C 2 H 6 +C 2 H 4 ，    C 4 H 10 CH 4 +C 3 H 6 CH 4 +4CuO→CO 2 +2H 2 O+4Cu    C 2 H 6 +7CuO→2CO 2 +3H 2 O+7Cu (E+F)装置增加的质量是其中烯烃的质量：42x+28y=0.7 G装置减少的质量是CuO失去氧的质量：64x+112y=1.76 解得x=y=0.01mol 故丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n (CH 4 ) : n (C 2 H 6 ) =1：1