Question

2．山西省是重要的煤化工基地，煤及其相关产品是转型发展的方向之一，以煤层气（主要成分是甲烷）、焦炭、水、空气为原料，可制得若干产品，部分生产过程如图：

请回答下列问题：
（1）过程②是利用分离液态空气法进行分离的，该变化是物理（填“物理”或“化学”）变化．
（2）写出①所发生反应的化学方程式CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$CO₂+4H₂．
（3）下列说法正确的是abc．
         a．无机物可以转化成有机物
         b．氮气在工业上可用于制尿素、硝酸铵等氮肥
         c．生产过程使煤及其相关产品得到了综合利用
（4）尿素和NH₄NO₃都是氮肥，其中NH₄NO₃中氮元素与氧元素的质量比为7：12，100gNH₄NO₃中氮元素的质量为35g．

Answer 1

分析 （1）分离空气中的氧气和氮气是利用是沸点不同，过程没有新物质生成；
（2）根据给出的煤层气（主要成分是甲烷）和水在高温和催化剂的下得到二氧化碳和氢气，书写对应的化学方程式，注意反应条件以及配平；
（3）由该转化关系以及质量守恒定律分析对应的选项；
（4）根据硝酸铵的化学式进行相关的计算．

解答 解：
（1）过程②是利用分离液态空气法进行分离的，是利用氧气和氮气的沸点不同，过程中无新物质生成，为物理变化．
（2）反应物为甲烷和水，反应条件为高温和催化剂，生成物为二氧化碳和请，配平时先假设甲烷的系数为1．则得到对应的化学方程式为：CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$CO₂+4H₂．
（3）a．有题目给出的转化关系，无机物二氧化碳和氨气在一定条件下生成了有机物尿素，所以无机物可以转化成有机物．正确；
b．根据质量守恒定律和本题的转化关系都可以得知，氮气在工业上可用于制尿素、硝酸铵等氮肥．正确；
c．本题实现了煤及其相关产品的综合利用，所以生产过程使煤及其相关产品得到了综合利用的说法是正确的．正确．
故选：abc．
（4）NH₄NO₃中氮元素与氧元素的质量比为（14×2）：（16×3）=7：12，100gNH₄NO₃中氮元素的质量为100g×$\frac{14×2}{14×2+1×4+16×3}$×100%=35g．
故答案为：
（1）物理；
（2）CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$CO₂+4H₂．
（3）abc．
（4）7：12；35．

点评 在解此类题时，首先分析题中的反应流程，然后结合学过的知识、题中所给的知识以及题中的问题进行逐一的解答．