Question

能源“非石油化”是戰(zhàn)略目標(biāo)，發(fā)展以CH₄、CO₂等為原料的“C1化學(xué)”成為當(dāng)今化工生產(chǎn)的必然趨勢(shì)．通常天然氣中含有H₂S等有毒氣體，下圖為天然氣合成氨的工藝流程．
（1）CH₄可合成多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物．研究CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，重大意義在于

 

；我國(guó)科研人員首先發(fā)現(xiàn)CH₄可直接分解獲得C₆H₆和H₂，化學(xué)方程式為

 

．
（2）①中CH₄與H₂O（氣）反應(yīng)生成CO₂、H₂，化學(xué)方程式是

 

；②中一般加人K₂CO₃溶液吸收CO₂，此反應(yīng)表示為K₂CO₃+CO₂+H₂O=2

 

，N₂ 與H₂按照1：

 

的分子數(shù)之比反應(yīng)生成NH₃．
（3）使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物中含硫元素的物質(zhì)有

 

種．流程中參與循環(huán)的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，能夠有效的控制溫室效應(yīng)進(jìn)行分析；
根據(jù)題中的反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)條件，然后依據(jù)質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)的方程式，根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析方框中的物質(zhì)，根據(jù)化學(xué)方程式判斷反應(yīng)物的分子個(gè)數(shù)比；
（3）根據(jù)題中的反應(yīng)原理以及既是反應(yīng)物也是生成物的可以參與循環(huán)進(jìn)行分析．

解答：解：（1）CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，消耗了二氧化碳，能夠有效的控制溫室效應(yīng)，所以CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，重大意義在于：控制溫室效應(yīng)，甲烷分解生成苯和氫氣，化學(xué)方程式為：6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2））①中CH₄與H₂O（氣）反應(yīng)生成CO₂和H₂，化學(xué)方程式是：CH₄+2H₂O（氣）═CO₂+4H₂，在反應(yīng)K₂CO₃+CO₂+H₂O═2?中，左邊有鉀、氫、碳、氧的個(gè)數(shù)分別是2、2、2、6，依據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子的種類及數(shù)目不變可知，方框內(nèi)的物質(zhì)應(yīng)是：KHCO₃，氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)是：N₂+3H₂

一定條件  .

2NH₃，N₂ 與H₂按照1：3的分子數(shù)之比反應(yīng)生成NH₃；
（3）通過(guò)題中的反應(yīng)原理可以看出，使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物是硫化亞鐵和硫，所以生成物中含硫元素的物質(zhì)有2種，由反應(yīng)的流程可知，F(xiàn)e₂O₃?H₂O參與了反應(yīng)，最后又生成了Fe₂O₃?H₂O，所以流程中參與循環(huán)的物質(zhì)是：Fe₂O₃?H₂O．
故答案為：（1）控制溫室效應(yīng)，6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2）①CH₄+2H₂O═CO₂+4H₂；
②KHCO₃，3；
（3）2，F(xiàn)e₂O₃?H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化石燃料及其綜合利用．天然氣中常含有H₂S等有毒氣體，可以合成氨變害為利．