【同步讲义】高中化学（苏教版2019）必修第二册--8.1.3 煤的综合利用 苯 讲义

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第3课时 煤的综合利用 苯
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课程标准
课标解读
1．认识煤的综合利用的意义。
2．认识苯的组成和结构特征，理解苯分子的空间构型，知道苯分子中碳碳键的特殊性。
3．知道苯能发生氧化反应、加成反应、取代反应，并会书写相应的化学方程式。
1．通过苯的结构特点，掌握苯是平面六边形结构，12个原子共面，其中碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，提出苯可能具有的性质，利用实验和模型进行验证并加以理解。（证据推理与模型认知）
2．通过学习苯的组成、结构、性质，形成“结构决定性质”的观念。能从宏观和微观相结合的视角解释苯的邻二取代只有一种同分异构体。（宏观辨识与微观探析）
3．能运用化学原理和方法对煤在生产和生活中的医用提出创造性的建议，能依据绿色化学思想分析煤的综合利用方面存在的问题，提出处理或解决化学问题的方案。（科学态度与社会责任）

知识精讲

知识点01 煤的综合利用
煤的气化、液化和干馏是综合利用煤的主要方法。
1．煤的组成
(1)煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。
(2)煤中含量最高的元素是碳，其次是氢和氧，另外还有少量的硫、磷、氮等元素。
2．煤的气化
(1)概念：把煤转化为可燃性气体的过程。
(2)原理：在高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2等气体。主要反应为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
(3)目的：生成的气体可作为燃料或化工原料气。其中，水煤气可以进一步合成液态烃、甲醇、二甲醚等有机物。
3．煤的液化
(1)概念：把煤转化为液体燃料的过程。
(2)原理：在高温、催化剂存在条件下，煤和氢气作用，可得到液体燃料，也可以获得洁净的燃料油和化工原料。
4．煤的干馏
(1)概念：将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的变化。
(2)产物：焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗苯和粗氨水等。
(3)煤焦油和粗苯经过分馏，可以分离出苯、甲苯和二甲苯等有机化合物。
【即学即练1】下列关于煤的综合利用的说法正确的是（ ）
A．煤的气化、液化和干馏都属于物理变化
B．煤的气化产物既可以直接作为燃料，也可以合成液体燃料
C．煤的液化就是将煤转化为液态
D．煤中含有苯、甲苯和二甲苯等有机物
答案：B
解析：A选项，煤的气化、液化和干馏都属于化学变化，错误；B选项，煤的气化产物主要为CO和H2，可以直接作为燃料，也可以合成液态烃、甲醇、二甲醚等含氧有机物，正确；C选项，煤的液化是将煤与氢气作用，转化为液体燃料的过程，错误；D选项，煤通过干馏后得到的煤焦油、粗苯中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物，煤本身不含有这些物质，错误；故选B。

知识点02 苯的结构和性质
1．组成与结构
(1)分子式：C6H6，结构式：，结构简式：或。
(2)分子结构特点：
苯分子的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。
苯分子中6个碳原子连接成平面正六边形，分子中6个碳原子和6个氢原子完全等价。
2．物理性质
苯是一种无色、有特殊气味的液态烃，有较强的挥发性，密度比水小。有毒。
3．化学性质
(1)稳定性
不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能使溴的四氯化碳溶液褪色。
将溴水加入苯中，振荡，静置，产生的现象是：分层，上层为橙红色，下层接近无色。
(2)可燃性
苯在空气中不易完全燃烧，燃烧时会有明亮的火焰，并有浓烟产生。
化学方程式：2C6H6+15O212CO2+6H2O。
(3)取代反应：
①与硝酸反应——硝化反应：
反应条件：浓硝酸和浓硫酸，50~60℃，化学方程式：
。
②与Cl2、Br2、硫酸等反应生成一系列生成物。写出下列物质的结构简式：
氯苯： 溴苯： 苯磺酸：
【即学即练2】有关苯的说法正确的是（ ）
A．苯分子中既有碳碳单键又有碳碳双键
B．苯不能使酸性高锰酸钾溶液溶液褪色，说明苯属于饱和烃
C．向苯中加入溴水，发生的变化是物理变化
D．苯分子中所有的原子和化学键都是等价的
答案：C
解析：苯不能与溴水反应，苯加入到溴水中，苯能把溴从溴水中萃取出来，属于物理变化。
【即学即练3】下列两个结构简式所表示的有机物是同一种物质还是同分异构体？请说明理由。

答案：同一物质，因为苯环中的碳碳键是相同的。
【即学即练4】(1)苯在一定条件下能与Cl2、Br2、HO-NO2（硝酸）、HO-SO3H（硫酸）发生取代反应，请写出有关的化学方程式。


(2)苯在一定条件下能与氢气发生加成反应，请写出化学方程式。
答案：(1)

(2)


知识点03 有机化合物中的基团
1．基团的概念
有机化合物失去一个原子或原子团剩余的部分称为基团。
2．有机化合物中常见的基团（写出名称）
—CH3甲基，—C2H5乙基，—OH羟基，—C6H5苯基，—NO2硝基，—COOH羧基。


能力拓展

考法01 煤的综合利用
1．煤的综合利用
（1）煤的气化：煤→可燃性气体(CO、H2、CH4等)
（2）煤的液化：煤→液体燃料
（3）煤的干馏

煤的气化、煤的液化和煤的干馏都属于化学变化。
煤本身不含苯、萘、蒽等物质，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。
煤焦油和粗苯通过分馏，可以得到苯等有机物。
2．“三馏”——蒸馏、分馏、干馏比较
（1）蒸馏：蒸馏是利用液体混合物中的各物质的沸点不同，通过加热使沸点较低的物质先汽化，再冷凝从而达到分离或除杂的目的，属于物理变化过程。
（2）分馏：对多组分混合物在一定温度下进行两次或多次蒸馏，属于物理变化过程。分馏和蒸馏的区别在于分馏是运用蒸馏原理，将多组分混合物通过控制不同的沸点范围使它们逐步分开的方法。
（3）干馏：把固态混合物(如煤、木材等)隔绝空气加强热使其分解的过程，属于化学变化过程。
3．几种气态物质的成分与来源

【典例1】下列说法正确的是(　　)
A．煤中有苯，可以通过蒸馏的方法使之分离
B．煤的气化就是使固态的煤变为气态煤的过程
C．煤的液化属于物理变化
D．煤的干馏可以得到煤焦油，从煤焦油中可以分离出苯等
答案：D
解析：A选项，煤中不含苯，煤干馏发生复杂的变化得到的产物煤焦油、粗苯中含有苯，错误；B选项煤的气化是将煤与高温水蒸气反应，将煤转化为气态物质，错误；C选项，煤的液化属于化学变化，错误；D 选项，煤焦油中含有苯等物质，通过分馏可以得到苯，正确；故选D。

考法02 苯的结构与化学性质
1．苯的结构特点
（1）6个碳原子连接成正六边形，苯分子为平面正六边形结构。
（2）碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键，6个碳碳键完全等价。
（3）每一个碳原子分别结合一个氢原子，所有原子在同一个平面上，6个碳原子和6个氢原子完全等价。
2．苯的分子结构特点与化学性质的关系
（1）由于苯分子中6个碳原子形成了一种特殊的化学键，与烷烃相比，C-H减弱，所以苯环上的H原子易被其他原子或原子团取代，即苯易发生取代反应。
（2）苯分子中的碳碳键比碳碳双键稳定，因此与烯烃相比，发生加成反应的条件更高，反应更难。
（3）苯的化学性质与苯的分子结构之间的关系
①苯燃烧产生浓烟，发出明亮的火焰，说明苯分子中含碳量高。
②不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，说明苯分子中不存在碳碳双键。
③不能与溴的CCl4溶液或溴水反应，说明苯分子中不存在碳碳双键。
④能与HO-NO2、Cl2、Br2、HO-SO3H等发生取代反应，说明苯分子中的H原子易被取代。
【典例2】苯分子不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，下列可以作为证据的事实是(　　)
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色　②苯不与溴水发生加成反应　③苯能在一定条件下与H2发生加成反应生成环己烷()　④邻二氯苯()只有一种
⑤间二氯苯()只有一种 ⑥硝基苯()只有一种
A．①② B．①④ C．③⑤⑥ D．①②④
答案：D
解析：①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，②苯不与溴水发生加成反应，说明苯分子中不含有碳碳双键，③苯在一定条件下与H2发生加成反应，和碳碳双键的性质相似，不能作为苯不含碳碳双键的证据；④邻二氯苯只有一种，说明苯分子中的碳碳键是完全等价的，不是单键和双键交替出现；故选①②④，答案为D。

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列关于煤的说法正确的是(　　)
A．煤中含有碳，可看作是无机化合物
B．煤加强热使其分解的过程称为煤的干馏
C．煤中含有苯，可看作是有机化合物
D．焦炭是煤干馏的一种重要产品
答案：D
解析：煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物；煤隔绝空气加强热使之分解称为干馏；干馏过程中发生复杂的物理、化学变化，生成煤焦油和焦炭等重要产品。
2．下列关于煤的说法中不正确的是（ ）
A．将煤气化可以制取清洁能源
B．煤的干馏的主要目的是为了得到苯、甲苯和二甲苯等有机化合物
C．煤的液化是将煤转化为洁净的燃料油和化工原料
D．石油的分馏是物理变化，煤的干馏是化学变化
答案：B
解析：A选项，煤气化的主要产物CO、H2和CH4，这些气体燃烧后的产物对环境无污染，为清洁能源，正确；B选项，煤干馏的产物主要是为了焦炭，另外还有煤焦油、焦炉气、粗苯和粗氨水，苯、甲苯和二甲苯是从煤焦油和粗苯中提取出来的，但不是煤的干馏的主要目的，错误；C选项，正确；D选项，石油的分馏是利用石油中各成分的沸点不同，将石油蒸馏，得到沸点范围不同的产品，属于物理变化；煤的干馏是隔绝空气加强热，发生了复杂的物理变化和化学变化，主要是发生了化学变化，正确。
3．下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(　　)
A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B．煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程
C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D．石油通过催化裂化或裂解，可以获得碳原子数较少的轻质油
答案：C
解析：A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉煤气等；B项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程；C项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2)的过程，属于化学变化；D项，石油的催化裂化与裂解原理相同，都是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小，沸点低的烃的过程，从而获得轻质油。
4．下列说法不正确的是 (　　)
A．通过煤的干馏可以获得焦炭
B．煤液化后可以得到甲醇
C．从萃取分液后溴的四氯化碳溶液中提取溴可以用分馏的方法
D．煤中含有苯和甲苯，可以用蒸馏的方法把它们分离出来
答案：D
解析：A选项，正确；B选项，煤液化可以得到液态烃和液态含氧有机物（甲醇和乙醇），正确；C选项，利用溴和四氯化碳的沸点不同，采用蒸馏的方法将溴和四氯化碳分离，正确；D选项，煤干馏是化学变化，干馏后的产物中含有苯和甲苯，错误。
5．往下列有机物中加入水，充分振荡后静置，液体分层且有机物位于下层的是（ ）
A．苯 B．四氯化碳 C．乙醇 D．汽油
答案：B
解析：苯、四氯化碳、汽油都不溶于水，其中苯、汽油比水轻，位于上层，四氯化碳比水重，位于下层，乙醇和水互溶，不分层，故B选项正确。
6．下列有关苯的结构的叙述中正确的是（ ）
A．每个苯分子中含有三个碳碳单键和三个碳碳双键
B．苯分子中的碳碳键既是单键又是双键
C．苯分子中所有原子在同一个平面上
D．苯分子中没有单键存在
答案：C
解析：苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊共价键，不存在碳碳单键和碳酸双键，A、B选项错误；C选项，苯分子是平面结构，所有原子都在同一平面上，正确；D选项，苯分子中，C-H为单键，错误。
7．苯与乙烯相比较，下列叙述不正确的是(　　)
A．都容易发生取代反应
B．苯不能被酸性KMnO4溶液氧化
C．苯只能在特殊条件下发生加成反应
D．都能在空气中燃烧
答案：A
解析：A选项，苯容易发生取代反应，乙烯易发生加成反应，错误；B选项，苯具有特殊的环状结构，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，正确；C选项，苯环结构比较稳定，要发生加成反应，需要比乙烯更高的条件，正确；D选项，正确。故选A。
8．下列关于苯的说法中，正确的是(　　)
A．苯的分子式是C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于饱和烃
B．从苯的凯库勒式看，分子中含有双键，所以属于烯烃
C．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生加成反应
D．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的键完全相同
答案：D
解析：A选项，饱和烃的碳原子之间以单键相连，其余价键与氢原子相连，苯的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键，结构稳定，苯属于芳香烃，不属于饱和烃，错误；B选项，苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键，不属于烯烃，错误；C选项，苯与液溴的反应属于取代反应，错误；D选项，苯分子中的碳碳键是完全相同的，正确；故选D。
9．下列说法正确的是(　　)
A．苯在催化剂作用下能与溴水发生取代反应
B．在苯中加入酸性KMnO4溶液，振荡后静置，上层液体为紫色
C．1 mol苯能与3 mol氢气发生加成反应，说明苯分子中有3个碳碳双键
D．在苯中加入溴水，振荡并静置，上层液体为橙红色
答案：D
解析：A选项，苯在催化剂作用下与液溴反应，不能与溴水反应，错误；B选项，苯比水轻，所以苯位于上层，下层是酸性高锰酸钾溶液，下层液体为紫色，错误；C选项，苯分子中不含有碳碳双键，错误；D选项，苯中加入溴水，苯将溴水中的溴萃取出来，位于上层，显橙红色，正确。故选D。
10．某烃A不能使溴水褪色，0.5 mol A完全燃烧时，得到1.5 mol H2O和67.2 L CO2(标准状况)。
（1）通过计算确定A的结构简式为____________。
（2）根据下列条件写出有关反应的化学方程式：
①在催化剂FeCl3的作用下，A与Cl2反应生成B：
_________________________________________________。
②A与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在水浴加热的条件下反应生成C：
__________________________________________________。
答案：（1）
（2）
解析：(1)由题意可知，1 mol A完全燃烧时，得到3 mol H2O和＝6 mol CO2，则1 mol A中含有6 mol C原子和6 mol H原子，即A的分子式为C6H6，又知A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故A为苯，其结构简式为。
11．通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构式。
提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？
（1）提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使________________褪色。
（2）实验验证：
①苯不能使________________褪色。
②经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键________；6个碳原子和6个氢原子都在同一________上。
（3）结论：苯结构简式中的双键跟烯烃的双键________，苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子________一般的碳碳单、双键交替的环状结构。
（4）应用：为了表示苯分子的结构特点，结构式用________表示，用表示苯分子结构式是不确切的。
答案：(1)酸性KMnO4溶液或溴水
(2)①酸性KMnO4溶液或溴水　②完全相同　平面
(3)不同　不同于
(4)
解析：若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构，就应该具有碳碳双键的典型反应：能与Br2加成，使溴水褪色，能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。
题组B 能力提升练
1．只用一种试剂就能将苯、己烯(性质类似于乙烯)、四氯化碳和碘化钾溶液区分开，该试剂可以是(　　)
A．氢氧化钠溶液　　　 B．溴化钠溶液
C．溴水 D．硝酸银溶液
答案：C
解析：溴水加入四者中的现象分别为

苯
己烯
四氯化碳
碘化钾
溴水
液体分层，上层为橙红色
溴水褪色
液体分层，下层为橙红色
液体不分层，溶液颜色加深
2．下列关于苯的叙述正确的是(　　)

A．反应①常温下不能进行
B．反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层
C．反应③为加成反应，产物是无色液体
D．反应④能发生，从而证明苯中是单双键交替结构
答案：B
解析：在溴化铁作催化剂的条件下，苯与液溴在常温下能够发生取代反应，故A错误；苯不溶于水，密度小于水，所以苯与酸性高锰酸钾溶液混合后分层，苯在上层，高锰酸钾溶液在下层，下层为紫色，故B正确；反应③为取代反应，即苯的硝化反应，故C错误；苯中没有单双键交替结构，故D错误。
3．从石油和煤中提炼出化工原料A和B，A是一种果实催熟剂，它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体，B仅由碳、氢两种元素组成，碳元素与氢元素的质量比为12∶1，B的相对分子质量为78。回答下列问题：
(1)A的电子式为________，B的结构简式为________。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式为_______________________。
(3)在碘水中加入B振荡静置后的现象为_____________________________________________。
(4)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量________(填“A＞B”“A＜B”或“A＝B”)。
答案：(1)
(2)CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2Br—CHBr—CH3
(3)液体分层，下层无色，上层紫红色　(4)A＞B
解析：A是一种果实催熟剂，它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平，则A为CH2===CH2，B是一种比水轻的油状液体，仅由碳、氢两种元素组成，碳元素与氢元素的质量比为12∶1，则碳、氢原子个数之比为1∶1，B的相对分子质量为78，则12n＋n＝78，解得n＝6，所以B为苯。
(1)A为CH2===CH2，其电子式为 ；B的结构简式为。
(2)与A相邻的同系物C为CH2===CHCH3，使溴的四氯化碳溶液褪色，发生加成反应，化学反应方程式为
CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3。
(3)碘水中加入苯发生萃取，苯的密度比水的小，则苯在上层，观察到的现象是液体分层，下层无色，上层紫红色。
(4)1 mol CxHy完全燃烧消耗(x＋) mol氧气，则等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量A＞B。
4．如图分别是烃A、B、C的模型。

请回答下列问题：
(1)A、B两种模型分别是有机物的________模型和________模型。
(2)A的分子式为____________，B的官能团名称为____________，C的结构简式为____________。
(3)下列关于烃A、B、C的说法中不正确的是________(填字母)。
a．A在光照条件下与Cl2发生取代反应，得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物
b．B、C燃烧时都会产生黑烟
c．C分子中的原子不在同一个平面上
d．B分子的6个原子共平面
(4)B与溴水反应的化学方程式为_______________________。
答案：(1)球棍　空间填充　(2)CH4　碳碳双键　　(3)c
(4)CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br
解析：(1)A为甲烷的球棍模型，B为乙烯的空间填充模型；(2)A为甲烷，其分子式为CH4；B为乙烯，官能团名称为碳碳双键；C为苯，结构简式为；(3)A为甲烷，甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，同时会有多个反应发生，得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故a正确；乙烯和苯中碳的质量分数较大，所以燃烧时会产生黑烟，故b正确；苯分子中的12个原子在同一个平面上，故c错误；乙烯分子中6个原子共平面，故d正确；(4)B与溴水反应的化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br。
题组C 培优拔尖练
1．能说明苯分子的平面正六边形结构中，碳碳键不是单、双键交替排布，而是6个碳原子之间的键完全相同的事实是(　　)
A．苯的一氯取代物()只有1种
B．苯的邻位二氯取代物()只有1种
C．苯的间位二氯取代物()只有1种
D．苯的对位二氯取代物()只有1种
答案：B
解析：苯环中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键，不存在碳碳单键和碳碳双键交替排布。假设苯分子中存在单双健交替排布，苯的一氯代物总是只有一种，苯的间位和对位也总是只有一种，而苯的邻位二氯代物会有两种情况，而事实证明苯的邻位二氯代物只有一种，从而证明苯环中不存在单双建交替排布的情况。故选B。
2．已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是(　　)
A．异丙苯的分子式为C9H12
B．异丙苯不能使溴水褪色
C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D．异丙苯和苯为同系物
答案：C
解析：A项,异丙苯的分子式为C9H12。B项,异丙苯中不含,不能使溴水褪色。C项,异丙苯中与苯环相连的C原子上有四个单键,所有C原子不可能共面。D项,异丙苯和苯的结构相似,相差3个“CH2”原子团,是苯的同系物。
3．轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯()与苯(　　)
A．均为芳香烃 B．互为同素异形体
C．互为同系物 D．互为同分异构体
答案：D
解析：由三元轴烯可知其分子式为C6H6，故其与苯互为同分异构体，选D项。
4．已知某有机物的结构简式如图所示，下列有关该有机物的说法不正确的是(　　)

A．分子式为C15H18
B．能使酸性KMnO4溶液褪色，且发生的是氧化反应
C．1 mol该物质最多能与2 mol H2加成
D．苯环上的一氯代物有4种
答案：C
解析：由结构简式可知其分子式为C15H18，A正确；该物质中含有碳碳双键，可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，B正确；该物质分子中含有2个碳碳双键和1个苯环，则1 mol该物质最多能与5 mol H2加成，C错误；苯环上有4种不同的H原子，故苯环上的一氯代物有4种，D正确。
5．煤的气化是煤的综合利用的重要方法，煤的气化的主要化学反应是碳和水蒸气在高温下反应生成CO和H2，再经催化合成甲醇（CH3OH）和人造汽油等液体燃料。
（1）写出由CO和H2合成甲醇的化学方程式____________________________________。
（2）若以CnH2n+2表示人造汽油，写出CO和H2合成人造汽油的化学方程式：
___________________________________________________。
（3）要达到上述合成人造汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围是___________（设人造汽油的碳原子数为5~8）
（4）煤的气化的主要反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131kJ·mol-1，是一个吸热反应，所需要的能量由间歇进行碳的燃烧来提供：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-222kJ·mol-1，要保证反应顺利进行，n(O2)：n(H2O)=____________________。
答案：（1）CO+2H2CH3OH （2）nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O （3）~ （4）131:222
解析：（1）根据甲醇（CH3OH）的化学式，即可得方程式。（2）根据人造汽油（CnH2n+2）的化学式，即可得方程式。
（3）当n=5时，2n+1=11，CO和H2的体积比为5:11；当n=8时，2n+1=17，CO和H2的体积比为8:17。
（4）根据热化学方程式，n(O2)放出的热量为222kJ×n(O2)，n(H2O)吸收的热量为131kJ×n(H2O)，要保证反应顺利进行，吸收的热量与放出的热量相等，即222kJ×n(O2)= 131kJ×n(H2O)，n(O2):n(H2O)= 131:222。