Question

【題目】已知：CO和H2在Co做催化劑、溫度為160℃～200℃時(shí)，可以合成汽油（即分子中含5至8個(gè)碳原子的烷烴）．

（1）用CnH2n+2表示汽油，寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式_______（需配平）

（2）若向密閉的合成塔內(nèi)通入CO和H2，恰好完全反應(yīng)，此時(shí)塔內(nèi)壓強(qiáng)降至反應(yīng)前的，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明是否生成汽油______________________．

（3）以天然氣、焦炭、水為初始原料，可以制得CO和H2，進(jìn)而人工合成汽油．（流程示意圖如下，反應(yīng)③的H2也由反應(yīng)①得到．）

若反應(yīng)①、②、③的轉(zhuǎn)化率均為100%，且將反應(yīng)①中得到的CO2和H2全部用于合成人工汽油．

（a）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明上述方案能否得到理想的產(chǎn)品________________．

（b）當(dāng)CO2的使用量應(yīng)控制為反應(yīng)①中CO2產(chǎn)量的_____（填比例范圍），可以得到理想的產(chǎn)品．

Answer 1

【答案】nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O =，解得：n=3，即恰好反應(yīng)生成丙烷，無(wú)汽油生成 不能得到理想產(chǎn)品 ～

【解析】

(1)根據(jù)題意知用CO和氫氣合成汽油的產(chǎn)物除烴外還有水，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；

(2)當(dāng)完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，塔內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低到原來(lái)的，說(shuō)明物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)反應(yīng)方程式分析生成物中的原子組成，再判斷；

(3)(a)根據(jù)化學(xué)方程式：nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，當(dāng)n=5～8時(shí)，說(shuō)明＞＞，再結(jié)合CH4+2H2OCO2+4H2、CO2+C2CO分析判斷；

(b)根據(jù)反應(yīng)CH4+2H2O CO2+4H2、CO2+C2CO、nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，結(jié)合＞＞分析判斷。

(1)根據(jù)質(zhì)量守恒可知反應(yīng)生成CnH2n+2和水，則反應(yīng)的方程式為nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，故答案為：nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O；

(2)當(dāng)完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，塔內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低到原來(lái)的，說(shuō)明物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)反應(yīng)nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，=，解得：n=3，即恰好反應(yīng)生成丙烷，無(wú)汽油生成，故答案為：=，解得：n=3，即恰好反應(yīng)生成丙烷，無(wú)汽油生成；

(3)(a)根據(jù)化學(xué)方程式：nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，當(dāng)n=5～8時(shí)，＞＞，而由CH4+2H2OCO2+4H2、CO2+C2CO知，若反應(yīng)①中CO2全部用于合成汽油，則＝＞，故不能得到理想產(chǎn)品，故答案為：不能得到理想產(chǎn)品；

(b)當(dāng)n=5～8時(shí)，＞＞，根據(jù)反應(yīng)CH4+2H2O CO2+4H2、CO2+C2CO、nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，可知，1molCO2能夠生成2molCO，所以當(dāng)CO2的使用量應(yīng)控制為反應(yīng)①中CO2產(chǎn)量的～，可以得到理想的產(chǎn)品，故答案為：～。