Question

CO₂的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。

(1)CO₂的结构式___________，所含化学键类型为__________(填“非极性键”或“极性键”或“离子键，下同)。

(2)中科院的科研人员在Na-Fe₃O₄和HMCM-22 的表面将CO₂转化为烷烃，其过程如图。

     

①Na-Fe₃O₄和HMCM-22 在反应中的作用为___________

②写出(X)的所有同分异构体结构简式___________

③关于X和Y的说法正确的是_______(填序号)。

A．最简式相同                  B．都有4种一氯代物

C．都易使酸性KMnO₄溶液褪色   D．X和Y互称同分异构体

(3)同温同压下，蒸气密度是氢气15倍的烷烃(M)，写出烷烃(M)的结构简式____其与氯气反应生成一氯代烃的方程式________。

Answer

O=C=O 极性键 催化剂 CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4 B CH3CH3 CH3CH3 + Cl2CH3CH2 Cl+ HCl

【解析】

(1)C原子上最外层有四个电子，能形成四对共用电子对，O原子最外层上有6个电子，能形成2对共用电子对，故CO2的结构式O=C=O，都是碳和氧原子之间形成的化学键，故类型为极性键，故答案为：O=C=O 极性键；

(2) ①从图中可以看出Na-Fe3O4和HMCM-22在反应过程中参与反应，但反应前后并没有变化，故其作用为做催化剂，故答案为：催化剂；

② X是异戊烷，其同分异构体有两种分别为正戊烷、新戊烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4，故答案为：CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4；

③A．X的分子式为C5H12和Y的分子式为C6H14，显然最简式不相同，故A错误；

B．根据X和Y的结构式可知，核磁共振氢谱有4种峰，它们都有4种一氯代物，故B正确；

C．X和Y都属于烷烃，不使酸性KMnO4溶液褪色，故C错误；

D．X的分子式为C5H12和Y的分子式为C6H14，结构相似，相差一个-CH2原子团，故X和Y互称同系物，故D错误；

故答案为：B；

(3)同温同压下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，蒸气密度是氢气15倍的烷烃(M)，M的相对分子质量为15×2=30，又烷烃的组成通式为CnH2n+2，故烷烃(M)的分子式为C2H6，结构简式为CH3CH3，其与氯气反应生成一氯代烃的方程式为：CH3CH3 + Cl2CH3CH2 Cl+ HCl，故答案为：CH3CH3CH3CH3 + Cl2CH3CH2 Cl+ HCl。