Question

【题目】数十年来，化学工作者对碳的氧化物和氢化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
（1）工业上常采用将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化（制得CO、H2），该反应的化学方程式是 ， 制得的CO是一种有毒气体，能降低的携氧能力。
（2）上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气，喷入空气的目的是；气化得到的气体可在加热和催化剂下合成液体燃料甲醇CH3OH，该反应方程式为。
（3）科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。
①写出合成甲烷的化学方程式。
②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的（选填“氢氧化钠”或“硫酸”）。

Answer 1

【答案】
（1）C+ H2O CO+ H2；血红蛋白
（2）提供热量；CO + 2H2 CH3OH
（3）CO2 + 2H2O CH4+ O2；硫酸
【解析】（1）由题意可知，将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化（制得CO、H2）是碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气；一氧化碳中毒是因为一氧化碳能降低血红蛋白的携氧能力；（2）煤气化过程需要高温，在进行时需向炭层交替喷入空气和水蒸气，使碳燃烧提供热量；一氧化碳和氢气在催化剂加热条件下可化合生成甲醇；（3）由题意和图示可知，CO2和H2O通过光照合成CH4；因氢氧化钠能与二氧化碳反应，所以为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的硫酸。根据方程式书写进行分析，书写方程式时首先根据题意写出反应物和生成物的化学式，然后再进行配平，找出反应条件，最后标注气体或沉淀符号；根据氢氧化钠能与二氧化碳反应进行分析。