Question

16．能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂等为原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H₂S等有毒气体，如图为天然气合成氨的工艺流程：

（1）甲烷-氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置．
（2）CH₄可合成多种无机物和有机物．研究CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，重大意义在于控制温室效应．
（3）①中CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，化学方程式是CH₄+H₂O═CO+2H₂．
②中一般加入K₂CO₃溶液吸收CO₂，此反应表示为K₂CO₃+CO₂+H₂O═2□，则□物质中碳元素的化合价是+4．
（4）流程中参与循环的物质是Fe₂O₃•H₂O（填化学式）．

Answer 1

分析 根据能量的转化进行分析解答；根据CH₄和H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，能够有效的控制温室效应进行分析；根据题中的反应原理找出反应物、生成物以及反应条件，然后依据质量守恒定律书写化学方程式；根据质量守恒定律推出□物质，然后计算化合价；根据题中的反应原理以及既是反应物也是生成物的可以参与循环进行分析．

解答 解：（1）甲烷-氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故填：化学；
（2）CH₄和H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，消耗了二氧化碳，能够有效的控制温室效应，所以重大意义在于：控制温室效应，故填：控制温室效应；
（3））①CH₄和H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，化学方程式为：CH₄+H₂O═CO+2H₂；故填：CH₄+H₂O═CO+2H₂；
在反应K₂CO₃+CO₂+H₂O═2□中，左边有钾、氢、碳、氧的个数分别是2、2、2、6，依据质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变可知，方框内的物质应是：KHCO₃，其中的碳元素的化合价为+4，故填：+4；
（4）通过题中的反应原理可以看出，使用Fe₂O₃•H₂O除去H₂S，生成物是硫化亚铁和硫，所以生成物中含硫元素的物质有2种，由反应的流程可知，Fe₂O₃•H₂O参与了反应，最后又生成了Fe₂O₃•H₂O，所以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．