一个甲烷分子和一个二氧化碳答案解析

(12分)（1）有A、B、C、D四种烃，在常温下A、C是气体，B、D是液体。A完全燃烧后生成二氧化碳与水物质的量之比是2：1；B的分子量是A的三倍；C既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色也不能使溴水褪色，但在光照条件下最多可与六倍体积氯气发生反应；燃烧相同物质的量C与D，生成二氧化碳的体积比为1：4，D不能使溴水褪色但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，在催化剂作用下1摩尔D能与3摩尔氢气完全反应；在铁粉存在下与溴反应生成一溴代物只有一种。试推断有机物A、B、C、D，分别写出结构简式：

A：______________             　B：_____________

C：______________             　 D：___________

（2）相对分子质量为72的某烃，其分子式是___________，若此有机物的一氯代物分子中有两个-CH₃、两个-CH₂-、一个和一个-Cl，它可能的结构有__________种.（本题不考虑对映异构体）

【解析】（1） A完全燃烧后生成二氧化碳与水物质的量之比是2：1，根据原子守恒可知A中碳原子和氢原子的个数比是1︰1，又因为A是气体，所以A是乙炔。B的分子量是A的三倍，则B的分子式为C₆H₆。因为B是液体，所以B是苯。根据C的性质可知C应是烷烃，在光照条件下最多可与六倍体积氯气发生反应，所以C是乙烷。燃烧相同物质的量C与D，生成二氧化碳的体积比为1：4，因此D中含有8个碳原子。根据D的性质可判断D是苯的同系物。在铁粉存在下与溴反应生成一溴代物只有一种，所以D是对二甲苯。

（2）因为……2，所以是烷烃，分子式为C₅H₁₂.2个甲基最多1个是支链，若2个甲基都不是支链，则氯原子的位置有2种，即2－氯戊烷和3－氯戊烷。若其中1个甲基是取代基，则甲基支链的位置也是2种，即3－甲基－1－氯丁烷和2－甲基－1－氯丁烷。

(12分)（1）有A、B、C、D四种烃，在常温下A、C是气体，B、D是液体。A完全燃烧后生成二氧化碳与水物质的量之比是2：1；B的分子量是A的三倍；C既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色也不能使溴水褪色，但在光照条件下最多可与六倍体积氯气发生反应；燃烧相同物质的量C与D，生成二氧化碳的体积比为1：4，D不能使溴水褪色但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，在催化剂作用下1摩尔D能与3摩尔氢气完全反应；在铁粉存在下与溴反应生成一溴代物只有一种。试推断有机物A、B、C、D，分别写出结构简式：

A：______________            　B：_____________

C：______________            　 D：___________

（2）相对分子质量为72的某烃，其分子式是___________，若此有机物的一氯代物分子中有两个-CH₃、两个-CH₂-、一个和一个-Cl，它可能的结构有__________种.（本题不考虑对映异构体）

【解析】（1） A完全燃烧后生成二氧化碳与水物质的量之比是2：1，根据原子守恒可知A中碳原子和氢原子的个数比是1︰1，又因为A是气体，所以A是乙炔。B的分子量是A的三倍，则B的分子式为C₆H₆。因为B是液体，所以B是苯。根据C的性质可知C应是烷烃，在光照条件下最多可与六倍体积氯气发生反应，所以C是乙烷。燃烧相同物质的量C与D，生成二氧化碳的体积比为1：4，因此D中含有8个碳原子。根据D的性质可判断D是苯的同系物。在铁粉存在下与溴反应生成一溴代物只有一种，所以D是对二甲苯。

（2）因为……2，所以是烷烃，分子式为C₅H₁₂.2个甲基最多1个是支链，若2个甲基都不是支链，则氯原子的位置有2种，即2－氯戊烷和3－氯戊烷。若其中1个甲基是取代基，则甲基支链的位置也是2种，即3－甲基－1－氯丁烷和2－甲基－1－氯丁烷。

(15分)资源化利用CO2不仅可以减少温室气体的排放，还可以重新获得燃料或重要工业产品。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式为：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H＝-76.0kJ/mol，该反应中每生成1mol Fe3O4，转移电子的数目为 。

（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应为：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H<0

①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol/L, H2 0.8 mol/L, CH4 0.8 mol/L, H2O 1.6 mol/L。起始充入CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为 。

②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1mol CO2和4molH2，在Ⅱ中充入1mol CH4和2molH2O(g)，300℃开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是（ ）（填字母）。

A、容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B、容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同

C、容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多

D、容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如下图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是 、 。

②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极电极反应式为 ，阴极电极反应式为 。

（12分）气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害。如南极冰盖全部融化，南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家，喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾，近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害。所以合理利用资源，加强环境保护。降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

⑴下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是　  ▲    

A．使用天然气等燃料

B．植树造林，保护森林，保护植被

C．大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电，大力推行太阳能的综合开发

D．立即减少煤和石油化石燃料的使用

E．建筑物中尽量利用自然通风采光，推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高

F．全民倡导出行时多步行和骑自行车；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率

⑵目前用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于保护　　　　▲　　　。

⑶科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO₂和H₂以1∶4比例混合通入反应器，在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成以下化学方程式：CO₂＋4H₂=　　 ▲　　＋2H₂O

⑷收集提纯炼铁、炼钢等工厂所排放的气体，可得高纯度的CO，在适当的条件下，用CO和H₂反应可获得人工合成汽油，也可减少碳的排放，节约能源。假设此人工合成汽油是碳原子数为5～8的烷烃，要达到合成汽油的要求，通入反应装置里的CO和H₂的物质的量之比范围是 ▲　≤n(CO)／n(H₂) ≤　▲ （保留最简分数比形式）

⑸探究CO₂来生产燃料甲醇（CH₃OH）的反应原理，现进行如下实验在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：

CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）

测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。

从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=　　　　▲　　　　　。

（12分）气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害。如南极冰盖全部融化，南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家，喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾，近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害。所以合理利用资源，加强环境保护。降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。
⑴下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是　  ▲    

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：

6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) ，ΔH=—76.0 kJ·mol^-1，该反应中每放出38 kJ热量，转移电子的物质的量为        mol.

（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＜0

①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂0．2mol·L^—1，H₂0.8mol·L^—1， CH₄0.8mol·L^—1，H₂O1.6mol·L^—1，起始充CO₂和H₂的物质的量分别为        、        。CO₂的平衡转化率为       

②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充人1 mot CO₂,和4 molH₂，在II中充人1 mol CH₄和2 mol H₂ O(g) , 300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是    （填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同

B．容器I、II中CH₄的物质的量分数相同

C．容器I中CO₂的物质的量比容器II中的多

D．容器I中CO₂的转化率与容器II中CH₄的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是           

②上述电解反应在温度小于900 ⁰C时进行碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为            ，阴极的电极反应式为           

（12分）气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害。如南极冰盖全部融化，南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家，喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾，近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害。所以合理利用资源，加强环境保护。降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

⑴下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是　  ▲    

A．使用天然气等燃料

B．植树造林，保护森林，保护植被

C．大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电，大力推行太阳能的综合开发

D．立即减少煤和石油化石燃料的使用

E．建筑物中尽量利用自然通风采光，推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高

F．全民倡导出行时多步行和骑自行车；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率

⑵目前用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于保护　　　　▲　　　。

⑶科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO₂和H₂以1∶4比例混合通入反应器，在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成以下化学方程式：CO₂＋4H₂=　　 ▲　　＋2H₂O

⑷收集提纯炼铁、炼钢等工厂所排放的气体，可得高纯度的CO，在适当的条件下，用CO和H₂反应可获得人工合成汽油，也可减少碳的排放，节约能源。假设此人工合成汽油是碳原子数为5～8的烷烃，要达到合成汽油的要求，通入反应装置里的CO和H₂的物质的量之比范围是 ▲　≤n(CO)／n(H₂) ≤　▲ （保留最简分数比形式）

⑸探究CO₂来生产燃料甲醇（CH₃OH）的反应原理，现进行如下实验在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：

CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）

测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。

从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=　　　　▲　　　　　。

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：
6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) ，ΔH=—76.0 kJ·mol^-1，该反应中每放出38 kJ热量，转移电子的物质的量为       mol.
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂0．2mol·L^—1，H₂0.8mol·L^—1， CH₄0.8mol·L^—1，H₂O1.6mol·L^—1，起始充CO₂和H₂的物质的量分别为       、       。CO₂的平衡转化率为       
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充人1 mot CO₂,和4 molH₂，在II中充人1 mol CH₄和2 mol H₂ O(g) , 300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是   （填字母）。

（12分）气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害。如南极冰盖全部融化，南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家，喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾，近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害。所以合理利用资源，加强环境保护。降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

⑴下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是　  ▲    

A．使用天然气等燃料　　　

B．植树造林，保护森林，保护植被

C．大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电，大力推行太阳能的综合开发

D．立即减少煤和石油化石燃料的使用

E．建筑物中尽量利用自然通风采光，推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高

F．全民倡导出行时多步行和骑自行车；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率

⑵目前用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于保护　　　　▲　　　。

⑶科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO₂和H₂以1∶4比例混合通入反应器，在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成以下化学方程式：CO₂＋4H₂=　　 ▲　　＋2H₂O　

⑷收集提纯炼铁、炼钢等工厂所排放的气体，可得高纯度的CO，在适当的条件下，用CO和H₂反应可获得人工合成汽油，也可减少碳的排放，节约能源。假设此人工合成汽油是碳原子数为5～8的烷烃，要达到合成汽油的要求，通入反应装置里的CO和H₂的物质的量之比范围是 ▲　≤n(CO)／n(H₂) ≤　▲ （保留最简分数比形式）

⑸探究CO₂来生产燃料甲醇（CH₃OH）的反应原理，现进行如下实验在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：

CO₂（g）+3H₂（g）       　　CH₃OH（g）+H₂O（g）

测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。

从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=　　　　▲　　　　　。

多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
（1）根据下表中提供的信息，填写有关含碳物质的对应性质。

多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。

（1）根据下表中提供的信息，填写有关含碳物质的对应性质。

（2）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案资料室发生的火灾，下列关于二氧化碳

说法正确的有 （填标号）。

A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料

B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气

C．液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点

（3）二氧化碳是一种宝贵的资源。固定和利用二氧化碳的一个成功范例是：在高温高压下，CO2和NH3可以合成尿素[CO（NH2）2]，同时生成水，该反应的化学方程式为 。

（4）目前，人类以化石燃料为主要能源。化石燃料有煤、 和天然气，它们都属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。天然气的主要成分是甲烷（CH4），写出甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 。

（5）“低碳生活”从我做起，下列举措不能达到“低碳”目的的是 （填字母）

A． 提倡使用节能灯

B． 利用和开发太阳能、风能等能源

C． 选择步行、骑自行车、乘坐公共交通工具等方式出行

D． 广泛使用一次性筷子、一次性塑料袋