Question

4．2016年1月29日《科技日报》报道：科学家首次将从空气捕获的二氧化碳用氢气将其转化为甲醇，该研究即可除去大气中的温室气体二氧化碳，生成的甲醇还能作为汽油的替代燃料．二氧化碳转化成甲醇的微观示意图，如图所示．

（1）请写出这一反应的化学方程式CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O，反应物中单质和化合物的质量比为3：22．
（2）取4.8g的甲醇和6.4gO₂在密闭容器中点燃，恰好完全反应，生成4.4gCO₂，5.4gH₂O和Xg物质W，请写出该反应的化学方程式3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳转化成甲醇的微观示意图，写出反应的化学方程式，根据方程式计算反应物中单质和化合物的质量比；
（2）根据质量守恒定律分析X组成元素，分析化学式，写出化学方程式．

解答 解：（1）二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水的化学方程式为：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O．反应物中单质和化合物的质量比为（2×3）：44=3：22；
（2）4.8g的甲醇中：碳元素的质量：4.8g×$\frac{12}{32}×100%$=1.8g；
氢元素的质量为：4.8g×$\frac{4}{32}×100%$=0.6g；
氧元素的质量为：4.8g-1.8g-0.6g=2.4g．
4.4gCO₂中碳元素的质量为：4.4g×$\frac{12}{44}×100%$=1.2g，
氧元素的质量为：4.4g-1.2g=3.2g
水中氧元素的质量为：5.4g×$\frac{16}{18}$×100%=4.8g
氢元素的质量为：5.4g-4.8g=0.6g
由质量守恒定律可知W中，含有碳元素的质量是：1.8g-1.2g=0.6g．
氧元素的质量为：2.4g+6.4g-3.2g-4.8g=0.8g，
所以W中贪欲氧的原子个数比是：$\frac{0.6g}{12}$：$\frac{0.8g}{16}$=$\frac{1}{1}$，化学式是：CO；
由上述分析可知，该反应是甲醇燃烧生成了二氧化碳、一氧化碳和水，由各物质的质量可知，各物质的计量数之比是：$\frac{4.8g}{32}$：$\frac{6.4g}{32}$：$\frac{4.4g}{44}$：$\frac{5.4g}{18}$：$\frac{0.6g+0.8g}{28}$=3：4：2：6：1，所以化学方程式是：3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．
故答为：（1）CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O，3：22；（2）3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．

点评 本题根据质量守恒定律分析W组成元素的计算量较大，计算要细心，只要分析出W的化学式，即可写出反应的化学方程式．