Question

1．工業(yè)上用CO和H₂在170℃-200℃溫度下，用鈷做強(qiáng)化劑，劑時(shí)，可以反應(yīng)生成n=5+8的烷烴，這是人工合成汽油的方法之一．
（1）寫出用C_nH_2n+2表示的人工合成汽油的配平的化學(xué)方程式nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{一定溫度}$C_nH_2n+2+nH₂O．
（2）如果想密閉的合成塔里通入恰好能完全反應(yīng)的CO和H₂，當(dāng)完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，而塔內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低到原來的$\frac{2}{5}$，試通過計(jì)算來說明這時(shí)有無汽油生成．
（3）要達(dá)到上述合成汽油的要求，CO和H₂的體積的取值范圍是$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．

Answer 1

分析 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，其余可依據(jù)烴燃燒的反應(yīng)直接判斷．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒可知反應(yīng)生成C_nH_2n+2和水，則反應(yīng)的方程式為：nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{一定溫度}$ C_nH_2n+2+nH₂O；
（2）當(dāng)完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，而塔內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低到原來的$\frac{2}{5}$，
則物質(zhì)的量為原來的$\frac{2}{5}$，根據(jù)反應(yīng)nCO+（2n+1）H₂ $\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{一定溫度}$ C_nH_2n+2+nH₂O，
可得$\frac{1+n}{n+2n+1}=\frac{2}{5}$，得n=3．即恰好反應(yīng)生成丙烷，無汽油生成，
故答案為：由得$\frac{1+n}{n+2n+1}=\frac{2}{5}$，得n=3．即恰好反應(yīng)生成丙烷，無汽油生成；
（3）因人工合成的汽油的碳原子數(shù)n為5～8的烷烴，根據(jù)方程式知V（CO）：V（H₂）=n：（2n+1），所以：當(dāng)n=5，n=8時(shí)，其范圍：$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．
答案：
（1）nCO+（2n+1）H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{一定溫度}$ C_nH_2n+2+nH₂O，
（2）無汽油生成；
（3）$\frac{5}{11}$≤$\frac{V（CO）}{Y（{H}_{2}）}$≤$\frac{8}{17}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成，題目難度中等，注意從質(zhì)量守恒的角度書寫反應(yīng)的相關(guān)化學(xué)方程式，易錯(cuò)點(diǎn)為（3），注意根據(jù)汽油的碳原子數(shù)n為5～8計(jì)算．