石油經(jīng)分餾后可以獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油，但其產(chǎn)量難以滿足社會需求，而含碳原子多的重油卻供大于求。因此，需要通過催化裂化過程將重油裂化為汽油等物質(zhì)，再進(jìn)一步裂解，可以獲得很多重要的化工原料。
以十六烷為例了解這一過程：
C₁₆H₃₄（十六烷）

催化劑

加熱

、

加壓

A（辛烷）+B（辛烯）；A

催化劑

加熱

、

加壓

C+D（丁烷）
D（丁烷）繼續(xù)分解可制得多種重要的基本化工原料：
D（丁烷，g）?CH₄（g）+P（g）；D（丁烷，g）?Q（g）+C₂H₄（g）
Ⅰ．向一體積為5L的恒容密閉容器中充入2mol丁烷，在一定溫度和催化劑作用下發(fā)生上述2個分解反應(yīng)，測得丁烷、甲烷的物質(zhì)的量與時間關(guān)系如圖所示。
（1）下列數(shù)據(jù)中

BD

BD

（填標(biāo)號）不隨時間變化能表明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

A．碳原子總數(shù)
B．總壓強(qiáng)
C．密度
D．平均摩爾質(zhì)量
（2）0～4min內(nèi)，乙烷的平均反應(yīng)速率為

0.02

0.02

1mol?L^-1?min^-1；在該條件下，丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率為

60%

60%

。
Ⅱ．關(guān)于A—D及D分解所得的有機(jī)物有如下問題：
（3）B中含有的官能團(tuán)是：

（寫結(jié)構(gòu)式）。
（4）A有多種同分異構(gòu)體，其中一種的分子結(jié)構(gòu)中存在6個甲基，寫出它與氯氣進(jìn)行一元取代的反應(yīng)方程式：

C（CH₃）₃C（CH₃）₃+Cl₂→C（CH₃）₃C（CH₃）₂CH₂Cl+HCl

C（CH₃）₃C（CH₃）₃+Cl₂→C（CH₃）₃C（CH₃）₂CH₂Cl+HCl

。
（5）Q與氯氣在光照條件下反應(yīng)可能得到的有機(jī)物共

9

9

種，如果每一種有機(jī)產(chǎn)物生成量均相等，則3molQ需要與

10

10

mol氯氣反應(yīng)。
Ⅲ．P可通過加聚反應(yīng)獲得H（一種常見的合成纖維——丙綸）及其他常見有機(jī)物E、F、G，過程如圖：

（6）寫出H的結(jié)構(gòu)簡式

。
（7）M既是G的同分異構(gòu)體，又是F的同系物，滿足此要求的有機(jī)物M共有

8

8

種。