Question

3．2017年5月18日，我國在南海海域試采可燃冰獲得成功，我國成為全球第一個在海域可燃冰試開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家．
（1）可燃冰被科學(xué)家譽(yù)為“21世紀(jì)能源”，可燃冰中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量N₂，CO₂等分子填入籠內(nèi)的空隙中，無固定的組成，因此可燃冰屬于混合物（填“純凈物”或“混合物”）
（2）沼氣、天然氣的主要成份也是甲烷，充分燃燒1000g天然氣和煤所產(chǎn)生的CO₂和SO₂氣體的質(zhì)量如圖1所示，請寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．根據(jù)圖示和已有知識分析，天然氣被譽(yù)為城市清潔能源的原因有燃燒產(chǎn)生的二氧化硫少，減少了空氣污染，燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體和煙塵少（答兩條即可）

（3）天然氣是一種無色無味的氣體，密度小于空氣，天然氣泄露后，遇明火或靜電易發(fā)生爆炸，為防止因天然氣泄露造成危險，可在家中安裝報警器，圖2甲、乙兩種情況，安裝位置正確的是甲．
（4）甲烷不僅是重要的燃料，同時也是重要的化工原料．圖3是以甲烷為原料，一定條件下制取某液體燃料的微觀過程示意圖，由此得出：進(jìn)程Ⅰ中參加反應(yīng)的各物質(zhì)分子個數(shù)比為1：1，進(jìn)程Ⅱ反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+2H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OH．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內(nèi)的空隙中，無固定的組成解答；
（2）對比天然氣和煤燃燒的產(chǎn)物、對環(huán)境的影響分析判斷；天然氣的主要成分是甲烷，在空氣中完全燃燒生成了二氧化碳和水，據(jù)此分析回答；
（3）根據(jù)天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的密度比空氣小解答；
（4）根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律分析解答．

解答 解：（1）根據(jù)題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內(nèi)的空隙中，無固定的組成”可知，天然氣水合物中由水、甲烷、氮?dú)�、二氧化碳等組成，為一種混合物；
（2）天然氣的主要成分是甲烷，在空氣中完全燃燒生成了二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．天然氣被譽(yù)為城市清潔能源的原因有：燃燒產(chǎn)生的二氧化硫少，減少了空氣污染，燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體和煙塵少；
（3）甲烷密度比空氣密度小，故報警器應(yīng)安裝在甲位置．
（4）由圖示可知，該反應(yīng)是甲烷和水在一定條件下生成一氧化碳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CO+3H₂；進(jìn)程Ⅰ中參加反應(yīng)的各物質(zhì)分子個數(shù)比為1：1；
由圖示可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物是一氧化碳和氫氣，生成物是甲醇，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO+2H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OH．
答案：
（1）混合物；
（2）CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；燃燒產(chǎn)生的二氧化硫少，減少了空氣污染，燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體和煙塵少；
（3）甲；
（4）1：1；CO+2H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OH

點(diǎn)評 信息、能源、材料、環(huán)境是當(dāng)今世界四大首要問題，新能源的開發(fā)和利用是解決當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要策略，新能源的優(yōu)點(diǎn)、新能源的種類、開發(fā)利用前景等，是化學(xué)考查熱點(diǎn)之一．