Question

20．用工業煤制乙二醇（重要的化工原料），因具有低成本、低能耗、低排放等特點而具有非常廣闊的前景，該制備過程如圖1所示．

回答下列問題：
（1）“造氣”過程的微觀示意圖如圖2，合成氣的成分的化學式為CO和H₂，則制備合成氣的化學方程式為C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO↑+H₂↑．
（2）合成氣有還原性，可用于冶煉鋼鐵．請寫出合成氣中的一種成分與Fe₂O₃反應得到鐵的一個化學方程式：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O或Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）合成氣在不同催化劑作用下，可以合成不同的物質．僅用合成氣為原料不可能得到的物質是C（填字母序號）．
A．草酸（C₂H₂O₄）      B．甲醇（CH₃OH）       C．尿素[CO（NH₂）₂]
（4）乙二醇的化學式為C₂H₆O₂，與氧氣充分反應生成組成大氣的兩種物質，請寫出該反應的化學方程式2C₂H₆O₂+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+6H₂O．
（5）從煤直接作燃料到用煤制取乙二醇，你認為最直接的優點是化學能指導人類合理利用資源．

Answer 1

分析 （1）利用圖示中相關的物質的結構判斷其化學式并書寫出相關的方程式．
（2）由于合成氣是氫氣與一氧化碳均具有還原性都能置換出氧化鐵中的鐵．
（3）依據質量守衡定律的應用解答此題．
（4）根據反應物與生成物分析；
（5）從體現化學知識的重要性分析即可．

解答 解：（1）由圖示可知反應前是水的分子與碳原子反應后是一氧化碳的分子與氫氣分子，其反應的化學方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO↑+H₂↑．
（2）氫氣與一氧化碳均具有還原性都能置換出氧化鐵中的鐵，同時生成水和二氧化碳，結合方程式的書寫解決即可．其反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O或Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）由質量守恒定律可知化學反應前后元素的種類不變，可知反應前元素有三種即碳氫氧，反應后不會出現氮元素，所以尿素不可能產生．
（4）乙二醇與氧氣充分反應生成二氧化碳和水，其反應的化學方程式為：2C₂H₆O₂+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+6H₂O；
（5）從煤直接作燃料到用煤制取乙二醇，是一種節能環保的方式，因此體現了化學知識的重要性．
故答案為：（1）C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO↑+H₂↑；（2）Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O或Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（3）C；（4）2C₂H₆O₂+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+6H₂O；（5）化學能指導人類合理利用資源（其他合理答案也可）；

點評 此題是對具體的能源利用的考查，解題的關鍵是發現并找到題目與所學信息的結合點，難度不大知識基礎，但開放性較強．