Question

3．煤在燃燒時會產生許多污染物，為了減少煤燃燒時對環境的污染，可設法把煤轉化成清潔燃料．
（1）將水蒸氣通過熾熱的煤層可制得潔凈的水煤氣（主要成分是CO和H₂），請寫出該反應的化學方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
（2）利用水煤氣中的CO和H₂在加熱和催化劑存在的條件下反應可以制得液體燃料甲醇（CH₃OH），請寫出該反應的化學方程式：CO+2H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₃OH．
（3）利用水煤氣中的CO和H₂，在加熱和催化劑的條件下也可以制得氣體燃料甲烷（CH₄），同時生成水，請寫出該反應的化學方程式：CO+3H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+H₂O．
（4）將少量的水灑在通紅的煤火上，火不但沒熄滅，反而“呼”地躥出很高的火苗來．請解釋這一現象：熾熱的炭和水反應生成可燃的CO和H₂．

Answer 1

分析 （1）根據信息“焦炭在高溫條件下與水蒸氣反應，得到水煤氣（主要成分是CO和H₂）”寫成化學反應式；
（2）根據信息“CO和H₂在加熱和催化劑條件下反應，可以制得液體燃料甲醇（CH₃OH）”寫出化學反應式；
（3）根據信息“CO和H₂在加熱和催化劑條件下反應，也可以制得氣體燃料甲烷（CH₄），同時生成水”寫出化學反應式；
（4）根據燃燒需要同時滿足三個條件：①可燃物②氧氣或空氣③達到燃燒所需的最低溫度即著火點），及煤火灑少量的水是吸熱反應，解答本題．

解答 解：（1）因為：焦炭在高溫條件下與水蒸氣反應，得到水煤氣（主要成分是CO和H₂），所以化學反應式是：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
（2）因為：CO和H₂在加熱和催化劑條件下反應，可以制得液體燃料甲醇（CH₃OH），故方程式為：CO+2H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₃OH；
（3）因為：CO和H₂在加熱和催化劑條件下反應，也可以制得氣體燃料甲烷（CH₄），同時生成水，故方程式為：CO+3H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+H₂O．．
（4）赤熱的碳與水反應生成水煤氣C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，導致火苗更旺，生成水煤氣的反應是吸熱反應；
故答為：（1）C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；（2）CO+2H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₃OH；（3）CO+3H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+H₂O；（4）熾熱的炭和水反應生成可燃的CO和H₂．

點評 本題考查化學反應式的書寫，同學們不但要記住課本中的常見化學反應式，也要能夠根據提供的信息書寫化學反應式．