Question

4．2016年1月29日《科技日報》報道：科學家首次將從空氣捕獲的二氧化碳用氫氣將其轉化為甲醇，該研究即可除去大氣中的溫室氣體二氧化碳，生成的甲醇還能作為汽油的替代燃料．二氧化碳轉化成甲醇的微觀示意圖，如圖所示．

（1）請寫出這一反應的化學方程式CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O，反應物中單質和化合物的質量比為3：22．
（2）取4.8g的甲醇和6.4gO₂在密閉容器中點燃，恰好完全反應，生成4.4gCO₂，5.4gH₂O和Xg物質W，請寫出該反應的化學方程式3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳轉化成甲醇的微觀示意圖，寫出反應的化學方程式，根據(jù)方程式計算反應物中單質和化合物的質量比；
（2）根據(jù)質量守恒定律分析X組成元素，分析化學式，寫出化學方程式．

解答 解：（1）二氧化碳和氫氣在催化劑作用下反應生成甲醇和水的化學方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O．反應物中單質和化合物的質量比為（2×3）：44=3：22；
（2）4.8g的甲醇中：碳元素的質量：4.8g×$\frac{12}{32}×100%$=1.8g；
氫元素的質量為：4.8g×$\frac{4}{32}×100%$=0.6g；
氧元素的質量為：4.8g-1.8g-0.6g=2.4g．
4.4gCO₂中碳元素的質量為：4.4g×$\frac{12}{44}×100%$=1.2g，
氧元素的質量為：4.4g-1.2g=3.2g
水中氧元素的質量為：5.4g×$\frac{16}{18}$×100%=4.8g
氫元素的質量為：5.4g-4.8g=0.6g
由質量守恒定律可知W中，含有碳元素的質量是：1.8g-1.2g=0.6g．
氧元素的質量為：2.4g+6.4g-3.2g-4.8g=0.8g，
所以W中貪欲氧的原子個數(shù)比是：$\frac{0.6g}{12}$：$\frac{0.8g}{16}$=$\frac{1}{1}$，化學式是：CO；
由上述分析可知，該反應是甲醇燃燒生成了二氧化碳、一氧化碳和水，由各物質的質量可知，各物質的計量數(shù)之比是：$\frac{4.8g}{32}$：$\frac{6.4g}{32}$：$\frac{4.4g}{44}$：$\frac{5.4g}{18}$：$\frac{0.6g+0.8g}{28}$=3：4：2：6：1，所以化學方程式是：3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．
故答為：（1）CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O，3：22；（2）3CH₃OH+4O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+6H₂O+CO．

點評 本題根據(jù)質量守恒定律分析W組成元素的計算量較大，計算要細心，只要分析出W的化學式，即可寫出反應的化學方程式．