Question

5．工业上可用天然气为原料生产氢气，其主要流程表示如图所示．

蒸气转化过程发生的主要反应为：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$CO+3H₂，CO+H₂O$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$CO₂+H₂；变换过程发生的主要反应为：CO+H₂O$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$CO₂+H₂．
（1）用化学方程式表示氢气是最清洁能源的原因2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O．
（2）在变换过程中元素化合价发生改变的是碳元素化合价由+2变成+4，氢元素化合价由+1变成0．
（3）变换后的混合气体中的杂质被多种吸附剂分别选择性吸附（吸附是指气体分子在多孔固体表面被富集的现象和过程），该过程是物理变化，其原因是没有生成新物质．

Answer 1

分析 氢气燃烧生成水，同时放出热量，产物水不污染环境；
化合物中元素化合价代数和为零，单质中元素化合价规定为零；
没有生成新物质的变化属于物理变化．

解答 解：（1）氢气是最清洁能源，是因为氢气燃烧生成水，水不污染环境，反应的化学方程式为：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O．
故填：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O．
（2）在变换过程中元素化合价发生改变的是：一氧化碳中氧元素化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知碳元素的化合价是+2，二氧化碳中氧元素化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知碳元素的化合价是+4，水中氧元素化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知氢元素的化合价是+1，氢气是单质，因此氢气中氢元素的化合价是0，因此在变换过程中，碳元素化合价由+2变成+4，氢元素化合价由+1变成0．
故填：碳元素化合价由+2变成+4，氢元素化合价由+1变成0．
（3）变换后的混合气体中的杂质被多种吸附剂分别选择性吸附过程中没有生成新物质，因此吸附过程属于物理变化．
故填：没有生成新物质．

点评 物质转化过程中，有的物质的组成元素化合价发生改变，有的不发生改变，要注意理解．