Question

2．甲醇（CH₃OH）是重要的溶剂和替代燃料，工业常以CO和H₂的混合气体为原料一定条件下制备甲醇．
（1）甲醇与乙醇互为同系物；完全燃烧时，甲醇与同物质的量的汽油（设平均组成为C₈H₁₈）消耗O₂量之比为3：25．
（2）工业上常用“水煤气法”获得CO和H₂，其反应原理如下：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
某水煤气样品中含0.2L CO、0.5L CO₂，则该样品中含H₂1.2L．
（3））工业上还可以通过下列途径获得H₂，其中节能效果最好的是D
A．高温分解水制取H₂：2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
B．电解水制取H₂：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C．甲烷与水反应制取H₂：CH₄+H₂O$\stackrel{高温}{?}$3H₂+CO
D．在光催化剂作用下，利用太阳能分解水制取H₂：2H₂O$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太阳光}$2H₂↑+O₂↑

Answer 1

分析 （1）甲醇与乙醇结构相似，为同系物，根据燃烧的通式（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）计算耗氧量；
（2）由反应C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知，H₂O中的H生成氢气，O生成CO或二氧化碳，结合质量守恒计算；
（3）通过不同途径获得H₂，如节约能源，可利用太阳能．

解答 解：（1）甲醇与乙醇结构相似，二者分子式不同，互为同系物，甲醇（CH₄O）与同物质的量的汽油（设平均组成为C₈H₁₈）消耗O₂量之比为（1+$\frac{4}{4}$-$\frac{1}{2}$）：（8+$\frac{18}{4}$）=3：25；
故答案为：同系物；3：25；
（2）由反应C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知，H₂O中的H生成氢气，O生成CO或二氧化碳，则产物中存在n（O）=n（H₂），可知n（H₂）=n（CO）+2n（CO₂）=0.2L+0.5L×2=1.2L，
故答案为：1.2；
（3）通过不同途径获得H₂，如节约能源，可利用太阳能，题中其它选项消耗热能、电能，不符合要求，故答案为：D．

点评 本题考查较为综合，涉及有机物的结构和性质，化学方程式的计算以及能源问题，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度不大，有利于培养学生良好的科学素养．