Question

能源“非石油化”是戰(zhàn)略目標，發(fā)展以CH₄、CO₂等為原料的“C1化學”成為當今化工生產(chǎn)的必然趨勢．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可合成多種無機物和有機物．研究CH₄和CO₂反應生成CO和H₂，重大意義在于

 

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

 

．
（2）①中CH₄與H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，化學方程式是

 

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

 

，N₂ 與H₂按照1：

 

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

 

種．流程中參與循環(huán)的物質是

 

（填化學式）．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的制備

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

解答：解：（1）CH₄和CO₂反應生成CO和H₂，消耗了二氧化碳，能夠有效的控制溫室效應，所以CH₄和CO₂反應生成CO和H₂，重大意義在于：控制溫室效應，甲烷分解生成苯和氫氣，化學方程式為：6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2））①中CH₄與H₂O（氣）反應生成CO₂和H₂，化學方程式是：CH₄+2H₂O（氣）═CO₂+4H₂，在反應K₂CO₃+CO₂+H₂O═2?中，左邊有鉀、氫、碳、氧的個數(shù)分別是2、2、2、6，依據(jù)質量守恒定律反應前后原子的種類及數(shù)目不變可知，方框內的物質應是：KHCO₃，氮氣和氫氣合成氨氣的反應是：N₂+3H₂

一定條件  .

2NH₃，N₂ 與H₂按照1：3的分子數(shù)之比反應生成NH₃；
（3）通過題中的反應原理可以看出，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有2種，由反應的流程可知，F(xiàn)e₂O₃?H₂O參與了反應，最后又生成了Fe₂O₃?H₂O，所以流程中參與循環(huán)的物質是：Fe₂O₃?H₂O．
故答案為：（1）控制溫室效應，6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2）①CH₄+2H₂O═CO₂+4H₂；
②KHCO₃，3；
（3）2，F(xiàn)e₂O₃?H₂O．

點評：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．