Question

16．能源“非石油化”是戰略目標，發展以CH₄、CO₂等為原料的“C₁化學”成為當今化工生產的必然趨勢．通常天然氣中含有H₂S等有毒氣體，如圖為天然氣合成氨的工藝流程：

（1）甲烷-氧氣燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置．
（2）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，重大意義在于控制溫室效應．
（3）①中CH₄與H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，化學方程式是CH₄+H₂O═CO+2H₂．
②中一般加入K₂CO₃溶液吸收CO₂，此反應表示為K₂CO₃+CO₂+H₂O═2□，則□物質中碳元素的化合價是+4．
（4）流程中參與循環的物質是Fe₂O₃•H₂O（填化學式）．

Answer 1

分析 根據能量的轉化進行分析解答；根據CH₄和H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，能夠有效的控制溫室效應進行分析；根據題中的反應原理找出反應物、生成物以及反應條件，然后依據質量守恒定律書寫化學方程式；根據質量守恒定律推出□物質，然后計算化合價；根據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進行分析．

解答 解：（1）甲烷-氧氣燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置，故填：化學；
（2）CH₄和H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，消耗了二氧化碳，能夠有效的控制溫室效應，所以重大意義在于：控制溫室效應，故填：控制溫室效應；
（3））①CH₄和H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，化學方程式為：CH₄+H₂O═CO+2H₂；故填：CH₄+H₂O═CO+2H₂；
在反應K₂CO₃+CO₂+H₂O═2□中，左邊有鉀、氫、碳、氧的個數分別是2、2、2、6，依據質量守恒定律反應前后原子的種類及數目不變可知，方框內的物質應是：KHCO₃，其中的碳元素的化合價為+4，故填：+4；
（4）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，Fe₂O₃•H₂O參與了反應，最后又生成了Fe₂O₃•H₂O，所以流程中參與循環的物質是：Fe₂O₃•H₂O．故填：Fe₂O₃•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．