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→CH4CH4+2H2O.若用CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃.写出该化学方程式并配平:nCO2+H2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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→

CH₄

+2H₂O，若用CO₂和H₂可以人工合成C_nH_2n+2的烷烃，写出该化学方程式并配平：

nCO₂+（3n+1）H₂→C_nH_2n+2+2nH₂O

（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，该原料可能是

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的体积比的取值范围是

5：16≤V（CO₂）：V（H₂）≤8：25

（4）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：原料

→CO→CO2

→H2→NH3

→CO(NH2)2
①尿素分子中的官能团有

-CO-、-NH₂

（用结构简式表示）
②甲厂以焦炭和水为原料；乙厂以天然气和水为原料；丙厂以乙烯和水为原料．按工业有关规定，利用原料所制得的H₂和CO₂的物质的量之比若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高．据此可判断甲、乙、丙三个工厂原料利用率最高的是

丙

．

分析：（1）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后原子的种类和数目不变．可知在化学反应方程式中，反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同．由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式；
由信息可知，CO₂和H₂可以人工合成C_nH_2n+2的烷烃，同时还有水生成，配平形成方程式．
（2）化学变化中，变化前后原子种类、个数不变；根据CO₂和H₂混合气体发生反应的分子数比1：3及生成水的组成与分子构成，结合选项所传递的关于化工原料由C、H元素组成的信息，推断生成的化工原料的分子中C、H原子的个数比．
（3）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．
（4）根据尿素的结构判断官能团；
用原料所制得的H₂和CO₂的物质的量之比若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，原料的利用率最高．

解答：解：（1）根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，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X中含有4个H和1个C．
CO₂和H₂可以人工合成C_nH_2n+2的烷烃，反应方程式为nCO₂+（3n+1）H₂→C_nH_2n+2+2nH₂O，
故答案为：CH₄； nCO₂+（3n+1）H₂→C_nH_2n+2+2nH₂O，
（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；而在CH₄中C、H原子个数比为1：4，在C₂H₂中C、H原子个数比为1：1，在C₂H₄中C、H原子个数比为1：2，在C₂H₆中C、H原子个数比为1：3；
故答案为：B；
（3）由（1）可知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．
故答案为：5：16≤V（CO₂）：V（H₂）≤8：25
（4）①尿素分子的结构为