Question

5．能源与人类的生产生活息息相关，请回答下列问题．
（1）从能源是否可以循环再生的角度看，可将能源分为可再生能源与不可再生能源．在太阳能、石油、水能、煤炭中，属于不可再生能源的是石油、煤炭．
（2）能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂（均系温室气体）等原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势．科学家利用CH₄制取燃料电池；利用天然气合成氨，通常天然气中含有H₂S等有毒气体，如图为天然气合成氨（NH₃）的工艺流程：

①甲烷-氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置．研究CH₄和CO₂反生成CO和H₂，其重大意义在于减缓温室效应．
②合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气．
③Ⅰ处加入Fe₂O₃•H₂O的目的是除去H₂S．
④Ⅱ处CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，反应的化学方程式是（反应条件略去）CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂．
⑤Ⅲ处一般加入K₂CO₃溶液以吸收CO₂，K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），该反应的化学方程式是K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃．
⑥该流程中参与循环的物质是Fe₂O₃•H₂O．

Answer 1

分析 （1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）①燃料电池是把化学能转化成电能的装置；将CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，能够有效的控制温室效应；
②根据空气中含有氮气考虑；
③根据Fe₂O₃•H₂O与H₂S反应生成FeS、S、H₂O而除去H₂S；且Fe₂O₃•H₂O被循环使用；
④根据甲烷与水反应后的生成物考虑；
⑤根据K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），由反应物和生成物，写出反应的方程式；
⑥根据反应的流程分析参与循环的物质．

解答 解：（1）在自然界中的能源有很多种，像煤炭、石油等化石能源是在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源；对于太阳能、风能、水能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，故填：石油、煤炭；
（2）①甲烷----氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置；CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，消耗了二氧化碳，能够有效的控制温室效应；故填：化学；减缓温室效应；
②所给的原料中含有空气，空气中含有很多氮气，所以该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气，故填：空气；
③天然气中含有H₂S气体是有毒的气体，不能排放到大气中，通过加入Fe₂O₃•H₂O生成硫化亚铁除去，故填：除去H₂S；
④CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，根据质量守恒定律，反应的方程式是：CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂，故填：CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂；
⑤K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），根据质量守恒定律，反应的方程式是：K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃；2个碳酸氢根离子的化学符号是2HCO₃^-；故填：K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃
⑥由反应的流程可知，在该流程中加入了Fe₂O₃•H₂O，最后又生成了Fe₂O₃•H₂O，所以，该流程中参与循环的物质是Fe₂O₃•H₂O，故填：Fe₂O₃•H₂O．

点评 本题考查化石燃料及其综合利用．天然气中常含有H₂S等有毒气体，可以合成氨变害为利．