Question

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，下图为天然气合成氨的工艺流程．
（1）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

 

；我国科研人员首先发现CH₄可直接分解获得C₆H₆和H₂，化学方程式为

 

．
（2）①中CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，化学方程式是

 

；②中一般加人K₂CO₃溶液吸收CO₂，此反应表示为K₂CO₃+CO₂+H₂O=2

 

，N₂ 与H₂按照1：

 

的分子数之比反应生成NH₃．
（3）使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物中含硫元素的物质有

 

种．流程中参与循环的物质是

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）根据CH₄和CO₂反应生成CO和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；
（2）根据反应原理写出反应的方程式，根据质量守恒定律分析方框中的物质，根据化学方程式判断反应物的分子个数比；
（3）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）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，所以CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，重大意义在于：控制温室效应，甲烷分解生成苯和氢气，化学方程式为：6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2））①中CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂和H₂，化学方程式是：CH₄+2H₂O（气）═CO₂+4H₂，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，氮气和氢气合成氨气的反应是：N₂+3H₂

一定条件  .

2NH₃，N₂ 与H₂按照1：3的分子数之比反应生成NH₃；
（3）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．
故答案为：（1）控制温室效应，6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（2）①CH₄+2H₂O═CO₂+4H₂；
②KHCO₃，3；
（3）2，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．