Question

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

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

（2）若向密閉的合成塔內通入CO和H2，恰好完全反應，此時塔內壓強降至反應前的，通過計算說明是否生成汽油______________________．

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

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

（a）通過計算說明上述方案能否得到理想的產品________________．

（b）當CO2的使用量應控制為反應①中CO2產量的_____（填比例范圍），可以得到理想的產品．

Answer 1

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

【解析】

(1)根據題意知用CO和氫氣合成汽油的產物除烴外還有水，結合質量守恒定律可寫出反應的化學方程式；

(2)當完全反應后，合成塔內溫度不變，塔內氣體壓強降低到原來的，說明物質的量變為原來的，根據反應方程式分析生成物中的原子組成，再判斷；

(3)(a)根據化學方程式：nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，當n=5～8時，說明＞＞，再結合CH4+2H2OCO2+4H2、CO2+C2CO分析判斷；

(b)根據反應CH4+2H2O CO2+4H2、CO2+C2CO、nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，結合＞＞分析判斷。

(1)根據質量守恒可知反應生成CnH2n+2和水，則反應的方程式為nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，故答案為：nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O；

(2)當完全反應后，合成塔內溫度不變，塔內氣體壓強降低到原來的，說明物質的量變為原來的，根據反應nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O，=，解得：n=3，即恰好反應生成丙烷，無汽油生成，故答案為：=，解得：n=3，即恰好反應生成丙烷，無汽油生成；

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

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