Question

環(huán)己烷在負(fù)載納米Au的分子篩（Au/TS1）催化劑的作用下與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)原理是：通過(guò)游離基反應(yīng)形成環(huán)己基過(guò)氧化氫，該過(guò)氧化物在Au/TS1催化作用下受熱分解，生成環(huán)己醇和環(huán)己酮（O）．由于環(huán)己醇、環(huán)己酮比環(huán)己烷更容易被氧化，因而有許多副產(chǎn)物（如己二酸及一些酯類化合物）生成．
（1）下表是某反應(yīng)溫度下，環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率（x）和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）的結(jié)果：

①寫出環(huán)己烷催化氧化為環(huán)己酮的化學(xué)方程式：

 

．
②若在反應(yīng)容器中加入1.0mol環(huán)己烷，則生成的環(huán)己酮的物質(zhì)的量為

 

（保留2位小數(shù)）．
（2）圖甲是反應(yīng)溫度對(duì)環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率（x）和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）的影響．

①由圖甲可知：該反應(yīng)較適宜的反應(yīng)溫度為

 

左右．
②隨著反應(yīng)溫度的升高，環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率（x）逐漸增加，而目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）卻逐漸降低，其可能的原因是．
（3）圖乙是反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率（x）和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）的影響．
①由圖乙可知，該反應(yīng)較適宜的反應(yīng)時(shí)間為

 

左右．
②隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率（x）逐漸增加，而目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）逐漸降低，這說(shuō)明

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①環(huán)己烷在催化劑作用下被氧氣氧化為環(huán)己酮，根據(jù)環(huán)己烷、環(huán)己酮的結(jié)構(gòu)可判斷還由水生成．
②目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）=環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率（x）×目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S），據(jù)此計(jì)算．
（2）①目標(biāo)產(chǎn)物的總收率越高越好．
②由題目信息可知環(huán)己醇、環(huán)己酮比環(huán)己烷更容易被氧化．
（3））①由圖可知，隨時(shí)間進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）增大，到2.5h后基本不再變化．
②由圖可知到2.5h后環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率（x）逐漸增加，而目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）逐漸降低，說(shuō)明環(huán)己醇和環(huán)己酮的氧化速率要比環(huán)己烷快得多，已至于目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）基本不變．

解答： 解：（1）①環(huán)己烷在催化劑作用下被氧氣氧化為環(huán)己酮并生成水，反應(yīng)方程式為
+O₂

加熱

+H₂O．
故答案為：+O₂

加熱

+H₂O．
②生成的環(huán)己酮的物質(zhì)的量為1mol×10.4%×39.8%=0.04mol．
故答案為：0.04mol．
（2）①目標(biāo)產(chǎn)物的總收率越高越好，由圖甲可知，目標(biāo)產(chǎn)物的總收率在150℃最高，故適宜溫度為150℃．
故答案為：150℃．
②由于環(huán)己醇、環(huán)己酮比環(huán)己烷更容易被氧化，過(guò)高的溫度使環(huán)己醇、環(huán)己酮被氧化為己二酸和酯類化合物．
故答案為：過(guò)高的溫度使環(huán)己醇、環(huán)己酮被氧化為己二酸和酯類化合物．
（3）①由圖可知，隨時(shí)間進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物的總收率（y）增大，到2.5h后基本不再變化．該反應(yīng)較適宜的反應(yīng)時(shí)間為2.5h左右．
故答案為：2.5h．
②環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率（x）逐漸增加，而目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性（S）逐漸降低，說(shuō)明環(huán)己醇和環(huán)己酮的氧化速率要比環(huán)己烷快得多．
故答案為：環(huán)己醇和環(huán)己酮的氧化速率要比環(huán)己烷快得多．

點(diǎn)評(píng)：以有機(jī)合成為載體，通過(guò)圖表呈現(xiàn)，旨在考查學(xué)生對(duì)反應(yīng)速率、平衡移動(dòng)的運(yùn)用以及提取有用信息的能力等，難度較大．
注意（3）中②是速率的快慢問(wèn)題．