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，图为天然气合成氨的工艺流程．
（1）甲烷-氧气燃料电池是将

化学

能转化为电能的装置．
（2）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

转化CO₂，控制温室效应

；我国科研人员首先发现CH₄在一种催化剂的作用下可直接分解获得C₆H₆和H₂，化学方程式为

6CH₄

催化剂  .

C₆H₆+9H₂

．
（3）①中CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，化学方程式是

CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂

．
②中一般加入K₂CO₃的水溶液吸收CO₂，此反应方程式：

K₂CO₃+H₂O+CO₂=2KHCO₃

，N₂与H₂按照分子数1：

3

反应生成NH₃．
（4）使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物中含硫元素的物质有

2

种．流程中参与循环的物质是

Fe₂O₃?H₂O

（填化学式）．

Answer 1

分析：（1）燃料电池是把化学能转化成电能的装置；
（2）控制二氧化碳在空气中含量的升高可以控制温室效应；根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式；
（3）根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式，根据质量守恒定律分析N₂与H₂反应分子数之比；
（4）根据工艺流程分析使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物中含硫元素的物质的种类及参与循环的物质．

解答：解：（1）甲烷----氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置；
（2）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，重大意义在于能够有效的控制温室效应；
（3）①中CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，化学方程式是：CH₄+2H₂O═CO₂+4H₂；
②由题意可知：K₂CO₃的水溶液吸收CO₂，生成了KHCO₃，反应的方程式是：K₂CO₃+H₂O+CO₂=2KHCO₃；由化学方程式：N₂+3H₂=2NH₃，可知N₂与H₂的分子个数比为1：3；
（4）由流程图可以看出：使用Fe₂O₃?H₂O除去H₂S，生成物中含硫元素的物质有2种．流程中参与循环的物质是 Fe₂O₃?H₂O．
故答为：（1）化学；（2）转化CO₂，控制温室效应；（3）①CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂，②K₂CO₃+H₂O+CO₂=2KHCO₃，3；（4）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．