Question

13．“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一，科學(xué)家們一直致力于CO₂的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究．例如將CO₂和H₂以1：4或1：3的比例混合，在適當(dāng)條件下反應(yīng)，生成H₂O的同時(shí)可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質(zhì)A和對(duì)植物生長(zhǎng)有調(diào)節(jié)作用的有機(jī)物B．請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出生成A的化學(xué)方程式：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O（不必寫反應(yīng)條件）
（2）某小組做了如下三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)來證實(shí)有機(jī)物B對(duì)植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用．
實(shí)驗(yàn)I：集氣瓶中放青色、未熟的水果，在空氣中蓋上玻璃片．
實(shí)驗(yàn)II：集氣瓶中放青色、未熟的水果，通入一定量的有機(jī)物B．
實(shí)驗(yàn)III：集氣瓶中放青色、未熟的水果，瓶底放少量KMnO₄固體．
該三組實(shí)驗(yàn)中，水果成熟的先后順序?yàn)镮I、I、III．
（3）A分子的空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為；B分子中有6個(gè)原子共面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH₂．

Answer 1

分析 將CO₂和H₂以1mol：4mol的比例混合，在適當(dāng)條件下反應(yīng)，生成H₂O的同時(shí)可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質(zhì)A，由原子守恒可知生成H₂O為2mol，故A中C、H原子物質(zhì)的量之比為1mol：（4mol×2-4mol）=1：4，故A為CH₄，
將CO₂和H₂以1mol：3mol的比例混合，在適當(dāng)條件下反應(yīng)，生成H₂O的同時(shí)獲得對(duì)植物生長(zhǎng)有調(diào)節(jié)作用的有機(jī)物B，B為乙烯，
（1）二氧化碳與氫氣按1：4反應(yīng)生成甲烷與水；
（2）水果成熟會(huì)產(chǎn)生乙烯，乙烯對(duì)水果具有催熟作用，且被酸性高錳酸鉀氧化，據(jù)此判斷；
（3）甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子最外層有4個(gè)電子，能形成4個(gè)共價(jià)鍵達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，每個(gè)氫原子能形成一個(gè)共價(jià)鍵達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，據(jù)此寫出甲烷的結(jié)構(gòu)式，乙烯為平面型結(jié)構(gòu)，乙烯分子式為C₂H₄，兩個(gè)碳原子之間通過共用2對(duì)電子形成一個(gè)碳碳雙鍵，據(jù)此書寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一，科學(xué)家們一直致力于CO2的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究．例如將CO2和H2以1：4或1：3的比例混合，在適當(dāng)條件下反應(yīng)，生成H2O的同時(shí)可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質(zhì)A和對(duì)植物生長(zhǎng)有調(diào)節(jié)作用的有機(jī)物B，A為甲烷，B為乙烯，
（1）二氧化碳與氫氣按1：4反應(yīng)生成甲烷與水，方程式：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O；
故答案為：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O；
（2）II中通入乙烯，對(duì)水果具有催熟作用，最先成熟，水果成熟過程中會(huì)產(chǎn)生乙烯，對(duì)水果具有催熟作用，乙烯易被酸性高錳酸鉀氧化，故III中產(chǎn)生的乙烯被氧化，成熟最慢，故成熟先后順序?yàn)椋篒I、I、III，
故答案為：II、I、III；
（3）甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，1個(gè)甲烷分子中含1個(gè)C、4個(gè)H原子，分子式為CH₄，碳原子的最外層有4個(gè)電子，氫原子最外層1個(gè)電子，一個(gè)碳原子形成4對(duì)共用電子對(duì)，一個(gè)氫原子形成一對(duì)共用電子對(duì)，所以電子式為：，其結(jié)構(gòu)式為，乙烯為平面型結(jié)構(gòu)，6個(gè)原子共面，乙烯分子中含有2個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子，兩個(gè)碳原子之間通過共用2對(duì)電子形成一個(gè)碳碳雙鍵，碳碳鍵與碳?xì)滏I之間夾角120度，為平面型結(jié)構(gòu)，其電子式為：，結(jié)構(gòu)式為：，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH₂，
故答案為：正四面體結(jié)構(gòu)；；6；CH₂=CH₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的推斷、烯烴的性質(zhì)及乙烯用途、甲烷的結(jié)構(gòu)等，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．