Question

科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究，把过多二氧化碳转化为有益于人类的物质．
（1）如果将CO₂和H₂以1：4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源．请完成以下化学方程式：CO₂+4H₂→

 

+2H₂O
（2）若将CO₂和H₂以1：3的比例混合，使之发生反应生成某种重要的化工原料和水，则生成的该重要化工原料可能是

 

．A．烷烃         B．烯烃        C．炔烃        D．芳香烃
（3）已知在443～473K时，用钴（Co）作催化剂可使CO₂和H₂生成C₅～C₈的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一．要达到该汽油的要求，CO₂和H₂体积比的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有机化学反应的综合应用

专题：计算题,有机反应

分析：（1）根据原子守恒确定未知生成的分子式，完成化学方程式；
（2）结合选项所传递的关于化工原料由C、H元素组成的信息，可知1个CO₂分子中的2个O原子应与4个H原子结合成2个水分子，即混合气体中的1个C原子应与2个H原子化合成化工原料；
（3）反应方程式为：nCO₂+（3n+1）H₂→C_nH_2n+2+2nH₂O，达到该汽油的要求，CO₂和H₂的体积比的取值范围是介于生成C₅～C₈的烷烃之间．

解答： 解：（1）根据质量守恒定律，反应前后的原子数目和种类不发生变化，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在未知生成的分子式中含有4个H和1个C，其分子式为CH₄，
故答案为：CH₄；  
（2）由反应物CO₂和H₂混合在一定条件下以1：3（分子数比）比例发生反应，可判断混合气体中C、H原子个数比为1：6；又由于反应后生成水，即有H原子与O原子化合成水分子；而在四个选项中的物质中都不含O元素，可判断1个CO₂分子中的2个O原子应与4个H原子结合成2个水分子，即混合气体中的1个C原子应与2个H原子化合成化工原料，通过以上分析，可得出化工原料中C、H原子个数比应为1：2，选项中只有烯烃符合，
故答案为：B；
（3）反应方程式为：nCO₂+（3n+1）H₂→C_nH_2n+2+2nH₂O，
当生成C₅H₁₂时，n：（3n+1）=5：16，
当生成C₈H₁₈时，n：（3n+1）=8：25，
故5：16≤V（CO₂）：V（H₂）≤8：25，
故答案为：5：16≤V（CO₂）：V（H₂）≤8：25．

点评：本题考查学生利用化学反应方程式和质量守恒定律来推断物质的化学式，守恒方法是解答本题的常用方法，学生应熟悉元素守恒、原子守恒来解答此类习题．