Question

如何從石油中獲得更多的輕質燃油一直是化學家探索的課題，將石油分餾得到的重油進行裂化可以獲得更多的輕質燃油．
資料1：石蠟是含有20～30個碳原子的烷烴的混合物，常溫下呈固態．
資料2：石油催化裂化中通常使用Al₂O₃作催化劑．
某研究性學習小組在實驗室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖，實驗過程中可觀察到燒瓶Ⅰ中固體石蠟先熔化，試管Ⅱ中有少量液體凝結，試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液退色，實驗后聞試管Ⅱ中液體氣味，具有汽油的氣味．
（1）該裝置儀器連接的順序遵循原則為

從下往上，從左往右

，為保證實驗成功，實驗前必須進行的操作是

檢查裝置的氣密性

，裝置中較長導管的作用是

導氣、冷凝氣體

；
（2）試管Ⅱ中少量液體凝結說明

裂化生成了含5個碳原子以上的烴

；（3）試管Ⅲ中溶液退色說明

裂化生成了碳原子數小于5的烯烴

；
（4）能否用試管Ⅱ中的液體萃取溴水中的溴，

不能

，理由是

裂化產物中有烯烴，易與溴發生加成反應，

不能萃取溴

；
（5）寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學方程式

C₂₀H₄₂

Al2O3

△

C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀

（6）石油裂化的重要意義是

可提高石油產品中輕質燃油特別是汽油的產量和質量

．

Answer 1

分析：（1）根據儀器正確的連接的原則分析；裝入藥品之前要檢查裝置的氣密性；依據石油分餾工業的分餾塔原理，裝置中較長導管的作用為導氣、冷凝氣體；
（2）根據催化裂化原理及常溫下含5個碳原子以上的烴大都呈液體分析；
（3）根據酸性KMnO₄溶液退色及常溫常壓下含5個碳原子以下的烴大都呈氣體分析；
（4）根據裂化產物中有烯烴生成，易與溴發生加成反應分析；
（5）根據二十烷在Al₂O₃作催化劑作用下裂化得到癸烷和癸烯寫出反應的方程式；
（6）石油裂化可提高石油產品中輕質燃油特別是汽油的產量和質量．

解答：解：（1）儀器連接的順序應遵循從下往上、從左到右的原則，裝入藥品之前要檢查裝置的氣密性；依據石油分餾工業的分餾塔原理，設置了長導管，其作用除導氣外，兼起冷凝氣體的作用，
故答案為：從下往上，從左往右；檢查裝置的氣密性；導氣、冷凝氣體；
（2）依據催化裂化原理，下列反應皆有可能發生：a．C₂₀H₄₂

Al2O3

△

C₁₀H₂₀+C₁₀H₂₂，b．C₁₀H₂₂

Al2O3

△

C₅H₁₂+C₅H₁₀，c．C₅H₁₂

Al2O3

△

C₂H₄+C₃H₈，d．C₅H₁₂

△

CH₄+C₄H₈，試管Ⅱ中有液體生成，說明生成了含5個碳原子以上的烴，因為常溫常壓下，含5個碳原子以上的烴大都呈液體，
故答案為：裂化生成了含5個碳原子以上的烴；
（3）試管Ⅲ中酸性KMnO₄溶液退色說明發生了氧化還原反應，生成了常溫常壓下呈氣態的含5個碳原子以下的烯烴，
故答案為：裂化生成了碳原子數小于5的烯烴；
（4）由于裂化產物中有烯烴生成，易與溴發生加成反應，所以不能用試管Ⅱ中的液體萃取溴水中的溴，
故答案為：不能；　裂化產物中有烯烴，易與溴發生加成反應，不能萃取溴；
（5）二十烷在Al₂O₃作催化劑作用下裂化得到癸烷和癸烯，反應的化學方程式為：C₂₀H₄₂

Al2O3

△

C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀，
故答案為：C₂₀H₄₂

Al2O3

△

C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀；
（6）從以上變化可以看出，石油裂化的主要目的是為了獲得更多的輕質燃油，特別是提高汽油的產量和質量，
故答案為：可提高石油產品中輕質燃油特別是汽油的產量和質量．

點評：本題考查了石油的分餾，題目難度不大，完成本題關鍵是合理分析題中信息，根據石油的分餾原理完成，充分考查了學生的分析、理解能力和靈活應用所學知識的能力．