Question

【题目】某气体由CO、H2、CH4中的一种或几种组成，点燃后在火焰上方罩一干冷的烧杯，观察到烧杯内壁有水珠产生，立即把烧杯倒过来，迅速加入澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体可能的组成有很多种。分别依次写出组成中含物质最少和最多的组：_____、_____。

（1）CO、H2除了具有可燃性以外，再写出一条其共有的化学性质：_____。氢气是理想的能源，但目前在生产和生活中不能广泛应用的原因是_____。

（2）甲烷（CH4）是天然气的主要成分，天然气是不可再生的能源，_____和石油等也是不可再生的能源。

（3）由碳元素组成的物质很多，其中金刚石、石墨和C60都是碳的单质，但它们的性质存在着明显的差异，其原因是_____；石墨在高温高压和催化剂条件下转化为金刚石的过程，属于_____（填“物理”或“化学”）变化。

Answer 1

【答案】CH4 CO、H2、CH4 还原性 制取成本高和贮存困难 煤 碳原子的排列方式不同 化学

【解析】

该气体燃烧后使烧杯内壁产生水珠，根据质量守恒定律可知该气体中含有氢元素，能使澄清的石灰水变浑浊，说明该气体燃烧后生成二氧化碳，根据质量守恒定律可知该气体中含有碳元素，同时含有碳元素与氢元素所含气体种类最少的气体是CH4，故填CH4；

同时含有碳元素与氢元素所含气体种类最多的气体组合是CO、H2、CH4，故填CO、H2、CH4。

（1）CO与H2都能夺取金属氧化物中的氧，表现出它们的还原性，故填还原性；

目前制取氢气的主要途径是电解水的方法，需要大量的电能，生成成本比较高，且氢气是一种气体，贮存比较困难，故填制取成本高和贮存困难。

（2）煤、石油和天然气（主要成分是甲烷）都是不可再生的燃料，故填煤。

（3）金刚石、石墨和C60都是碳的单质，但三种物质中碳原子的排列方式不同，因此三种物质的性质有较大的区别，故填碳原子的排列方式不同；

虽然石墨与金刚石都是碳元素组成的单质，但它们的性质存在着明显的差异，不是同一种物质，所以石墨在高温高压和催化剂条件下转化为金刚石的过程，属于化学变化，故填化学。