Question

18．碳元素是组成许多物质的基本元素．
（1）甲烷（CH₄）是一种清洁能源，在甲烷中碳、氢元素质量比3：1，0.1mol含有6.02×10²²个甲烷分子，质量为1.6g．写出甲烷完全燃烧的化学方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（2）分析下表，与煤相比，用天然气作燃料的优点有等质量的天然气和煤完全燃烧，天然气燃烧产生二氧化碳的质量小于煤，放出的热量高于煤．

	1g物质完全燃烧
	产生二氧化碳的质量/g	放出的热量/kJ
甲烷	2.75	56
碳	3.67	32

（3）为提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，该反应的微观示意图如图，则生成物的分子个数比为1：1．

（4）化石燃料主要包括煤、石油和天然气．
（5）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（MnCO₃），其中锰元素的化合价为+2．
（6）液态二氧化碳可用于扑救档案室发生火灾，下列说法正确的是AB（填字母序号）．
A、液态二氧化碳汽化后不会污染档案
B、二氧化碳可覆盖在可燃物表面，隔绝空气
C、液态二氧化碳汽化时吸热，降低可燃物的着火点．

Answer 1

分析 （1）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，根据甲烷的物质的量计算出甲烷的分子数解答；
（2）根据表中的数据分析等质量的煤和天然气生成的二氧化碳的质量和放出的热量分析；
（3）根据反应的微观示意图及质量守恒定律分析反应生成物的分子个数比；
（4）根据煤、石油和天然气属于化石燃料解答；
（5）化合物中，元素化合价的代数和为零；
（6）根据液态二氧化碳灭火器的特点进行解答．

解答 解：（1）CH₄中碳、氢元素的质量比为12：（1×4）=3：1；0.1mol甲烷中含有的分子数为：N=0.1mol×6.02×10²³个=6.02×10²²个，0.1mol×16g/mol=1.6g，甲烷燃烧的方程式为：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
（2）由表中中数据可知，与煤相比，用天然气作燃料的优点有：等质量的天然气和煤完全燃烧，天然气燃烧产生二氧化碳的质量小于煤，放出的热量高于煤；
（3）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．
（4）化石燃料主要包括煤、石油和天然气；
（5）设锰元素的化合价为x，则有：x+（+4）+（-2）×3=0，x=+2；
（6）
A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料，故A正确；
B．二氧化碳的密度比空气的密度大，可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气，从而起到灭火的目的，故B正确；
C．液态二氧化碳气化时吸热，降低温度使其达到可燃物的着火点以下，但不能降低可燃物的着火点，故C错误．
答案：
（1）3：1     6.02×10²²   1.6           CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O
（2）等质量的天然气和煤完全燃烧，天然气燃烧产生二氧化碳的质量小于煤，放出的热量高于煤．
（3）1：1
（4）石油
（5）+2
（6）AB

点评 本题主要考查了化石燃料的种类，煤的利用、反应的微观示意图，属于基础的知识，难度不大．根据已有的知识即可解答．化石燃料日趋枯竭，开发利用新能源具有重要意义，人类正在开发利用的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能、潮汐能、氢能等．