Question

11．能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关

（1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料包括煤、石油和天然气
（2）为减少污染、提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，此过程可认为是碳与水的反应，其微观示意图如所示：
①该反应的基本反应类型为置换反应．
②该反应生成物的分子个数比为1：1．
（3）为减少温室气体排放，人们积极寻找不含碳元素的燃料．经研究发现NH₃燃烧的产物没有污染，且释放大量能量，有一定应用前景．
①NH₃中氮元素和氢元素的质量比为14：3．
②氨气在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，对应的化学方程式是4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O．
③最近，科学家用一种含钼的化合物作催化剂，在常温下就能完成氨的合成，从而大大降低了生产成本，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源．请你根据下表信息分析用NH₃取代H₂的优点：

性质名称	颜色、气味	熔点（℃）	沸点（℃）	25℃水中溶解度（g/L）	标况下密度（g/L）
NH3	无色、刺激性	-77.7	-33	456	0.6942
H2	无色、无味	-259.2	-253	0.0015	0.0899

由于NH₃比H₂沸点高，所以更易液化便于储存和运输，NH₃泄漏时易发现是因为有刺激性气味，同时它易溶于水，便于处理．

Answer 1

分析 （1）根据化石燃料的种类分析回答；
（2）①根据反应的微观示意图，分析反应的特点．判断反应的类型；
（3）①元素的质量比为相对原子质量乘以原子个数之比；
②NH₃完全燃烧生成水蒸气和空气中含量最多的气体（氮气），写出反应的化学方程式即可；
③由于NH₃比H₂沸点高，所以更易液化，便于储存和运输；由表格信息可知：NH₃泄漏时易发现是因为氨气有刺激性气味，同时它易溶于水，便于处理．

解答 解：（1）常见的化石燃料包括煤、石油和天然气．
（2）①由反应的微观示意图可知，该反应由一种单质和化合物反应，生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应．
②由反应的微观示意图及质量守恒定律可知，该图示中一个碳原子与一个水分子反应，生成了一个易氧化碳分子和一个氢分子，所以，该反应生成物的分子个数比为1：1；
（3）①元素的质量比为相对原子质量乘以原子个数之比，所以NH₃中氮元素和氢元素的质量比为14：3；
②NH₃完全燃烧生成水蒸气和空气中含量最多的气体（氮气），反应的化学方程式为：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；
③由于NH₃比H₂沸点高，所以更易液化，便于储存和运输；由表格信息可知：NH₃泄漏时易发现是因为氨气有刺激性气味，同时它易溶于水，便于处理．
故答案为：（1）天然气；
（2）①置换反应；②1：1；
（3）①14：3；
②4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；
③液化，有刺激性气味．

点评 本题难度不是很大，考查了微观粒子的反应模型图对化学反应的认识、化合价的计算、化学方程式的书写，学会通过微观示意图把宏观物质和微观粒子联系起来、从微观的角度分析物质的变化是正确解答反应模型图的关键．