Question

能源和资源是维系人类发展的重要前提之一．目前人类使用的主要能源还是化石燃料．请回答下列问题：
（1）化石燃料包括煤、石油、

 

（写出另外一种化石燃料的名称）．煤炭开采过程中，若采取的措施不当，容易发生瓦斯爆炸事故，导致生命财产损失，用化学方程式解释在煤矿中频频发生瓦斯爆炸的原因：

 

．
（2）煤的气化可以缓解石油危机，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C+H₂O（g）═CO+H₂，该反应是一个吸热反应，反应所需的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧（氧气用空气代替）来提供的：C+O₂═CO₂．
①有人认为上述第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失．请你解释这种观点的错误所在：

 

②煤的气化可以为工业合成氨提供原料气．氢气来源于

 

，氮气来源于

 

，还可以采用

 

工艺得到空气中的氮气．
（3）我国煤炭资源相对石油和天然气资源丰富，煤制油有一定的资源保障．煤液化的重要方法是间接液化法，首先将煤气化为H₂、CO和CH₄，然后通过催化剂将气态物质转化为液态．通过间接法制备的燃油中含有饱和烷烃和不饱和烯烃，请完成下列粗煤气合成烯烃和烷烃的化学方程式：
①□CO+□H₂→□C_nH_2n+□

 

②□CO+□H₂→□C_nH_2n+2+□

 

．

Answer 1

考点：煤的干馏和综合利用,化石燃料与基本化工原料

专题：

分析：（1）化石燃料包括煤、石油、天然气；瓦斯的主要成分为甲烷，遇明火会爆炸；
（2）①根据盖斯定律来分析和水煤气的燃烧的特点来分析；
②煤的汽化可以产生氢气；而空气中的氧气被碳消耗后，剩余氮气；氮气还可以通过空气的液化来获得；
（3）根据碳原子和氢原子的守恒来分析．

解答： 解：（1）化石燃料包括煤、石油、天然气；瓦斯的主要成分为甲烷，遇明火会爆炸：CH₄+2O₂-→CO₂+2H₂O；
故答案为：天然气，CH₄+2O₂-→CO₂+2H₂O；
（2）①根据盖斯定律可知，一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的，且煤气化后得到的气态燃料燃烧时，热利用率高，能源清洁，故答案为：煤气化后得到的气态燃料燃烧时，热利用率高，能源清洁；　
②煤的汽化可以产生氢气，故氢气可以来自于煤和水蒸气的反应；而空气中的氧气被碳消耗后，剩余氮气，故氮气可以来自于碳在空气中燃烧后剩余的气体；氮气还可以通过空气的液化来获得，故答案为：碳和水蒸气的反应，碳在空气中燃烧后剩余的气体，空气液化；
（3）①根据碳原子守恒可知，CO的计量数为n，根据元素种类的守恒和氧原子的守恒可知，另一种生成物应为H₂O，且计量数为n，然后根据氢原子的守恒可知，H₂的计量数为2n，故答案为：nCO+2nH₂→C_nH_2n+nH₂O；
②根据碳原子守恒可知，CO的计量数为n，根据元素种类的守恒和氧原子的守恒可知，另一种生成物应为H₂O，且计量数为n，然后根据氢原子的守恒可知，H₂的计量数为2n+1，故答案为：nCO+（2n+1）H₂→C_nH_2n+2+nH₂O；

点评：本题考查了化石燃料、煤的汽化以及方程式的平衡，综合性较强，但难度不大．