Question

1．工业上用CO和H₂在170℃-200℃温度下，用钴做强化剂，剂时，可以反应生成n=5+8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一．
（1）写出用C_nH_2n+2表示的人工合成汽油的配平的化学方程式nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{一定温度}$C_nH_2n+2+nH₂O．
（2）如果想密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和H₂，当完全反应后，合成塔内温度不变，而塔内气体压强降低到原来的$\frac{2}{5}$，试通过计算来说明这时有无汽油生成．
（3）要达到上述合成汽油的要求，CO和H₂的体积的取值范围是$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．

Answer 1

分析 根据题意知用CO和氢气合成汽油的产物除烃外还有水，结合质量守恒定律可写出反应的化学方程式，其余可依据烃燃烧的反应直接判断．

解答 解：（1）根据质量守恒可知反应生成C_nH_2n+2和水，则反应的方程式为：nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{一定温度}$ C_nH_2n+2+nH₂O；
（2）当完全反应后，合成塔内温度不变，而塔内气体压强降低到原来的$\frac{2}{5}$，
则物质的量为原来的$\frac{2}{5}$，根据反应nCO+（2n+1）H₂ $\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{一定温度}$ C_nH_2n+2+nH₂O，
可得$\frac{1+n}{n+2n+1}=\frac{2}{5}$，得n=3．即恰好反应生成丙烷，无汽油生成，
故答案为：由得$\frac{1+n}{n+2n+1}=\frac{2}{5}$，得n=3．即恰好反应生成丙烷，无汽油生成；
（3）因人工合成的汽油的碳原子数n为5～8的烷烃，根据方程式知V（CO）：V（H₂）=n：（2n+1），所以：当n=5，n=8时，其范围：$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．
答案：
（1）nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{一定温度}$ C_nH_2n+2+nH₂O，
（2）无汽油生成；
（3）$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．

点评 本题考查有机物的合成，题目难度中等，注意从质量守恒的角度书写反应的相关化学方程式，易错点为（3），注意根据汽油的碳原子数n为5～8计算．