Question

12．科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)的研究，把過多二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益于人類的物質(zhì)．
（1）如果將CO₂和H₂以1：4的比例混合，通入反應(yīng)器，在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)，可獲得一種重要的能源．請(qǐng)完成以下化學(xué)方程式：CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O
（2）若將CO₂和H₂以1：3的比例混合，使之發(fā)生反應(yīng)生成某種重要的化工原料和水，則生成的該重要化工原料可能是B（填字母）．
A．烷烴         B．烯烴        C．炔烴        D．芳香烴
（3）二氧化碳“組合轉(zhuǎn)化”的某烷烴碳架結(jié)構(gòu)如圖所示：，此烷烴的一溴代物有6種；若此烷烴由炔烴加氫制得，則此炔烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃）₂CH（CH₃）CHC≡CH
（4）某烴蒸氣完全燃燒時(shí)，消耗三倍于其體積的O₂，產(chǎn)生二倍于其體積的水蒸氣（體積均在相同條件下測(cè)定）．該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學(xué)反應(yīng)方程式中，反應(yīng)物和生成物中所含的原子的種類和數(shù)目相同．由此可推斷化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式；
（2）若將CO₂和H₂以1：3的比例混合，使之發(fā)生反應(yīng)生成某種重要的化工原料和水，根據(jù)元素守恒及原子守恒確定產(chǎn)物；
（3）該結(jié)構(gòu)中有幾種氫原子，則其一溴代物就有幾種；烷烴由炔烴加氫制得，將烷烴中相鄰碳原子上分別去掉2個(gè)氫原子就能得到碳碳三鍵，從而確定炔烴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
（4）某烴蒸氣完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生二倍于其體積的水蒸氣，說明分子中含有4個(gè)H原子，消耗三倍于其體積的O₂，
可設(shè)分子式為C_xH₄，有C_xH₄+（x+1）O₂→xCO₂+2H₂O，則有（x+1）=3，據(jù)此解答．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋可以知道：反應(yīng)前后的原子數(shù)目和種類應(yīng)該相等，分析題給的化學(xué)反應(yīng)方程式可以知道，反應(yīng)前出現(xiàn)了2個(gè)O，1個(gè)C，8個(gè)H，反應(yīng)后出現(xiàn)了2個(gè)O，4個(gè)H，所以在X中含有4個(gè)H和1個(gè)C；
故答案為：CH₄；  
（2）CO₂與H₂在一定條件下以1：3混合反應(yīng)生成化工原料和水，假設(shè)CO₂和H₂的物質(zhì)的量分別是1mol、3mol，則CO₂和H₂的混合物中C、H、O原子的物質(zhì)的量分別是1mol、6mol、2mol，
根據(jù)O原子守恒得水的物質(zhì)的量是2mol，水中含有H原子的物質(zhì)的量為4mol，所以化工原料中碳原子的物質(zhì)的量是1mol，氫原子的物質(zhì)的量是2mol，所以化工原料的最簡(jiǎn)式為CH₂，符合烯烴的最簡(jiǎn)式，
故選B；
（3）該結(jié)構(gòu)中有幾種氫原子，則其一溴代物就有幾種，該分子中有6種氫原子，所以其一溴代物有6種；烷烴由炔烴加氫制得，將烷烴中相鄰碳原子上分別去掉2個(gè)氫原子就能得到碳碳三鍵，從而確定炔烴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃）₂CH（CH₃）CHC≡CH，
故答案為：6；（CH₃）₂CH（CH₃）CHC≡CH；
（4）某烴蒸氣完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生二倍于其體積的水蒸氣，說明分子中含有4個(gè)H原子，消耗三倍于其體積的O₂，
可設(shè)分子式為C_xH₄，有C_xH₄+（x+1）O₂→xCO₂+2H₂O，則有（x+1）=3，則x=2，即為C₂H₄，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH₂，
故答案為：CH₂=CH₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的推斷，側(cè)重于有機(jī)物燃燒的規(guī)律的考查，注意把握有機(jī)物燃燒的規(guī)律，根據(jù)方程式進(jìn)行判斷，結(jié)合有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)書寫有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，題目難度不大，注意審題能力和分析能力的培養(yǎng)．