Question

13．“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一，科學家們一直致力于CO₂的“組合轉化”技術研究．例如將CO₂和H₂以1：4或1：3的比例混合，在適當條件下反應，生成H₂O的同時可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質A和對植物生長有調節(jié)作用的有機物B．請回答下列問題：
（1）寫出生成A的化學方程式：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O（不必寫反應條件）
（2）某小組做了如下三組對照實驗來證實有機物B對植物生長的調節(jié)作用．
實驗I：集氣瓶中放青色、未熟的水果，在空氣中蓋上玻璃片．
實驗II：集氣瓶中放青色、未熟的水果，通入一定量的有機物B．
實驗III：集氣瓶中放青色、未熟的水果，瓶底放少量KMnO₄固體．
該三組實驗中，水果成熟的先后順序為II、I、III．
（3）A分子的空間構型為正四面體結構，結構式為；B分子中有6個原子共面，結構簡式為CH₂=CH₂．

Answer 1

分析 將CO₂和H₂以1mol：4mol的比例混合，在適當條件下反應，生成H₂O的同時可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質A，由原子守恒可知生成H₂O為2mol，故A中C、H原子物質的量之比為1mol：（4mol×2-4mol）=1：4，故A為CH₄，
將CO₂和H₂以1mol：3mol的比例混合，在適當條件下反應，生成H₂O的同時獲得對植物生長有調節(jié)作用的有機物B，B為乙烯，
（1）二氧化碳與氫氣按1：4反應生成甲烷與水；
（2）水果成熟會產生乙烯，乙烯對水果具有催熟作用，且被酸性高錳酸鉀氧化，據此判斷；
（3）甲烷為正四面體結構，碳原子最外層有4個電子，能形成4個共價鍵達到穩(wěn)定結構，每個氫原子能形成一個共價鍵達到穩(wěn)定結構，據此寫出甲烷的結構式，乙烯為平面型結構，乙烯分子式為C₂H₄，兩個碳原子之間通過共用2對電子形成一個碳碳雙鍵，據此書寫結構簡式．

解答 解：“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一，科學家們一直致力于CO2的“組合轉化”技術研究．例如將CO2和H2以1：4或1：3的比例混合，在適當條件下反應，生成H2O的同時可分別獲得重要的氣態(tài)能源物質A和對植物生長有調節(jié)作用的有機物B，A為甲烷，B為乙烯，
（1）二氧化碳與氫氣按1：4反應生成甲烷與水，方程式：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O；
故答案為：CO₂+H₂=CH₄+2H₂O；
（2）II中通入乙烯，對水果具有催熟作用，最先成熟，水果成熟過程中會產生乙烯，對水果具有催熟作用，乙烯易被酸性高錳酸鉀氧化，故III中產生的乙烯被氧化，成熟最慢，故成熟先后順序為：II、I、III，
故答案為：II、I、III；
（3）甲烷為正四面體結構，1個甲烷分子中含1個C、4個H原子，分子式為CH₄，碳原子的最外層有4個電子，氫原子最外層1個電子，一個碳原子形成4對共用電子對，一個氫原子形成一對共用電子對，所以電子式為：，其結構式為，乙烯為平面型結構，6個原子共面，乙烯分子中含有2個碳原子和4個氫原子，兩個碳原子之間通過共用2對電子形成一個碳碳雙鍵，碳碳鍵與碳氫鍵之間夾角120度，為平面型結構，其電子式為：，結構式為：，結構簡式為CH₂=CH₂，
故答案為：正四面體結構；；6；CH₂=CH₂．

點評 本題考查有機物的推斷、烯烴的性質及乙烯用途、甲烷的結構等，難度不大，注意對基礎知識的理解掌握．