Question

学以致用，分析和解决生活中的实际问题，是学习化学的重要方法。请阅读下面两则材料，回答问题。

材料1: 2017年5月18日，我国在南海海域试采可燃冰获得成功，我国成为全球第一个在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

(1)可燃冰被科学家誉为“21 世纪能源”。可燃冰中，水分子形成一种空间笼状结构，CH₄和少量N₂，CO₂等分子填入笼内的空隙中，无固定的组成，因此可燃冰属于_____________(填“纯净物”或“混合物”)。

(2)沼气、天然气的主要成份也是甲烷。充分燃烧1000g天然气和煤所产生的CO₂和SO₂气体的质量如图1所示。根据图示和已有知识分析，天然气被誉为城市清洁能源的原因有______________(答1 条即可)。

(3)天然气是一种无色无味的气体，密度小于空气，天然气泄漏后。遇明火或静电易发生爆炸，为防止因天然气泄漏造成危险，可在家中安装报警器，图2甲、乙两种情况，安装位置正确的是_____________。

材料2:汽油(主要成分为含有5个-11个碳原子的碳氢化合物)是全球用量最大的液体燃料。二氧化碳是化石燃料燃烧的产物，如果有人告诉你“二氧化碳能变成汽油”，你相信吗?

中科院大连化学物理研究所研制出一种新型多功能复合催化剂，通过图2示意的I、II、III 三个环节，将二氧化碳成功转化为汽油(图中 a、b是两种起始反应物的分子结构模型，c、 d是最终制得的汽油中所含物质分子结构模型)。请回答下列问题:

(1)要实现物质间的转化，往往需要有高效的催化剂。下列有关催化剂的叙述正确的是____________(填字母编号)。

A催化剂可以改变化学反应速率

B化学反应前后催化剂的质量不变

C化学反应前后催化剂的化学性质发生改变

(2)在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下， 环节I除生成CO外,还生成了一种化合物，这种化合物是最常见的溶剂。则反应的化学方程式为_____________。

(3)认真观察c和d两种物质的分子结构模型，试写出c物质的化学式_____________;依据所学猜测c和d二者是否为相同物质?_____________。

(4)“二氧化碳变汽油”的研究成果，使我国成为此领域的世界领跑者。你认为该成果的现实意义是_____________、_____________。(答出两条即可)。

Answer

混合物 天然气燃烧产生二氧化硫较少，对空气污染小或天然气燃烧充分，产生的有害气体和烟尘少 甲 AB 否 有效降低CO2造成的温室效应 减少对传统化石能源石油等的依赖

【解析】

(1) 由多种物质组成的物质属于混合物，由题意可燃冰由水、CH4和少量N2、CO2等物质组成，因此可燃冰属于混合物。

(2)根据图示和已有知识分析，天然气被誉为城市清洁能源的原因有天然气燃烧产生二氧化硫较少，对空气污染小或天然气燃烧充分，产生的有害气体和烟尘少。

(3)天然气是一种无色无味的气体，密度小于空气，天然气泄漏后。遇明火或静电易发生爆炸，为防止因天然气泄漏造成危险，可在家中安装报警器，天然气密度小于空气，应将报警装置安放在天然气阀门或灶具的上方，更容易发现天然气的泄露，图2甲、乙两种情况，安装位置正确的是甲。

阅读相关材料，可知：

(1)要实现物质间的转化，往往需要有高效的催化剂。则有：

A、使用催化剂通常加快反应速率，有的催化剂可以使反应速率减慢，催化剂可以改变化学反应速率，A选项叙述正确，符合题意；

B、化学反应前后催化剂的质量不变，B选项叙述正确，符合题意；

C、化学反应前后催化剂的化学性质不变，C选项叙述不正确，不符合题意。故选AB。

(2)在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下， 环节I除生成CO外,还生成了一种化合物，这种化合物是最常见的溶剂由图可知，该物质应该由氢元素和氧元素组成，则该物质是水，环节I即二氧化碳和氢气在催化剂存在的条件下生成一氧化碳和水，反应的化学方程式为。

(3)观察c和d两种物质的分子结构模型可知1个c分子由8个碳原子和10个氢原子构成，则c物质的化学式为，如图所示c和d的分子式相同，但是结构不同，二者不相同的物质，故填否。

(4)“二氧化碳变汽油”的研究成果，使我国成为此领域的世界领跑者。该成果的现实意义是有效降低CO2造成的温室效应、减少对传统化石能源石油等的依赖。