Question

【题目】甲烷是天然气的主要成分，在我国储量巨大，甲烷也是大气的温室气体之一，其温室效应远高于CO2．甲醇是一种清洁能源，又是基础的化工原料，贮存和运输都比较方便。甲烷的分子结构稳定，活化甲烷需要较高的温度，而在高温下甲醇又易被氧化，我国科学家发现：以石墨烯负载的单原子钴为催化剂，一氧化二氮(N2O)为氧化剂，可以在温和条件下催化甲烷生成甲醇。反应的微观模型如图所示。

(1)上述微观示意图的反应物和生成物中，属于单质的是(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)_____。

(2)一氧化二氮(N2O)中氮元素的化合价是_____。

(3)根据反应的模型图写出该反应的化学方程式_____。

(4)甲烷直接氧化制甲醇被视为一个“Dream reaction(梦的反应)”，请你结合以上的材料说说为什么该反应是一个“梦的反应”。_____。

Answer 1

【答案】丁 +1 CH4+N2OCH3OH+N2 能解决能源、资源及环境等问题

【解析】

（1）上述微观示意图的反应物和生成物中，丁的分子是由同种的原子构成的，属于单质；

（2）在一氧化二氮(N2O)中由氧的化合价为﹣2价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，可推出氮元素的化合价是+1价，

（3）由反应的模型图可知，甲烷和二氧化氮在催化剂的作用下生成了甲醇和氮气，该反应的化学方程式是：CH4+N2OCH3OH+N2。

（4）甲烷直接氧化制甲醇被视为一个“Dream reaction(梦的反应)”，通过该反应能解决能源、资源及环境等问题。