据报道：美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳，利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃，以作为汽油

Question

据报道：美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳，利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃，以作为汽油的替代品．研究发现，如果使用铁作催化剂，二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷，其余的短链烃可以被用来提炼燃料．（1）为延缓全球温室效应，二氧化碳捕获和封存技术（CCS）是当今化学的前沿技术，下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应，其原子利用率达100%的是______．（a）CO2+CaO 600℃ . CaCO3（b）K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3（c）2Mg+CO2 △ . 2MgO+C（d）（2）用二氧化碳合成烃，需要提供辅助原料氢气，下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是______．（a）用太阳能光解海水制氢 （b）利用天然气与水高温催化制氢（c）利用活泼金属与海水反应制氢 （d）利用核反应堆多余的电能电解海水制氢（3）所谓FT合成，就是CO在金属催化剂上催化氢化反应，生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程．CO2与H2合成汽油（平均组成设为C8H18）反应的化学方程式为：______．（4）某文献报道：在300℃、30MPa，以Fe、CoCl2作催化剂条件下，CO2和H2反应生成丁烷和戊烷．①假定在一实验容器中充入一定量的CO2和H2，加入催化剂，若CO2和H2转化率均为100%，产物只有丁烷和戊烷，n（H2）/n（CO2）=a，a取值范围为：______．②据问题①，今有标准状况下的CO2448L，n（丁烷）/n（戊烷）=x，消耗H2的物质的量为y，则y=______ （用x表示）．

Answer 1

（1）abd为化合反应原子利用率是100%，故答案为：abd；
（2）（a）用太阳能光解海水制氢无二氧化碳生成；
（b）利用天然气与水高温催化制氢有二氧化碳生成；
（c）制取活泼金属时消耗能量，可能有二氧化碳生成；
（d）利用核反应堆多余的电能电解海水制氢无二氧化碳生成；
故答案为：ad；
（3）反应物是CO₂与H₂，反应的化学方程式为8CO₂+20H₂

催化剂

C₈H₁₈+16H₂O，故答案为：8CO₂+20H₂

催化剂

C₈H₁₈+16H₂O；
（4））①CO₂和H₂转化为丁烷或者戊烷时分别求得n（H₂）/n（CO₂）为3.2和3.25，故a取值范围为3.2＜a＜3.25，故答案为：3.2＜a＜3.25；
②CO₂448L合20摩尔，设生成戊烷K摩尔则生成丁烷Kx摩尔，从C原子守恒知：
5K+4Kx=20…（1）
再根据H和O元素守恒分别可得到：H₂O为40摩尔，其中H为80摩尔，丁烷和戊烷中总的H原子为10Kx+12K摩尔，则2=80+10Kx+12K…（2）
由（1）（2）解得y=

260x+320

4x+5

，故答案为：

260x+320

4x+5

．