Question

能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂（均系温室气体）等为原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势．天然气中常含有H₂S等有毒气体，下图为天然气合成氨的工艺流程．

（1）已知H₂S与FeS中硫元素的化合价相同，则FeS的名称为

 

；CH₄在空气中燃烧时，将内壁附有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，可观察到烧杯内壁

 

．
（2）流程图的①中CH₄与H₂O在高温下反应生成CO₂、H₂，化学方程式是

 

．流程图的②中H₂与N₂化合生成NH₃时，H₂与N₂的分子个数比为

 

．
（3）使用Fe₂O₃?H₂O的目的是

 

；流程中被循环使用的物质是

 

（填化学式）．
（4）研究CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，重大意义在于

 

．

Answer 1

分析：（1）已知H₂S与FeS中硫元素的化合价相同，则Fe为+2，FeS的名称为硫化亚铁；CH₄燃烧生成二氧化碳气体，故可观察到烧杯内壁石灰水变浑浊；
（2）CH₄与H₂O反应生成CO₂、H_2^的化学方程式：CH₄+2H₂O

高温  .

CO₂+4H₂；由生成氨气的反应，可知H₂与N₂的分子个数比为 3：1；
（3）Fe₂O₃?H₂O与H₂S反应生成FeS、S、H₂O而除去H₂S；且Fe₂O₃?H₂O被循环使用；
（4）研究CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，控制温室效应．

解答：解：（1）已知H₂S与FeS中硫元素的化合价相同，S为-2、则Fe为+2，FeS的名称就是硫化亚铁；CH₄在空气中燃烧有二氧化碳气体产生，故将内壁附有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，可观察到烧杯内壁石灰水变浑浊；
（2）已知反应物和生成物，写出发生反应的方程式为：CH₄+2H₂O

高温  .

CO₂+4H₂；由化学方程式：N₂+3H₂=2NH₃，可知H₂与N₂的分子个数比为 3：1；
（3）Fe₂O₃?H₂O与H₂S反应生成FeS、S、H₂O，故使用Fe₂O₃?H₂O的目的是除去H₂S；且Fe₂O₃?H₂O被循环使用；
（4）研究CH₄和CO₂反应生成CO和H₂，重大意义在于减少了CO₂，控制温室效应．
故答案为：（1）硫化亚铁；  石灰水变浑浊
（2）CH₄+2H₂O

高温  .

CO₂+4H₂；  3：1
（3）除去H₂S； Fe₂O₃?H₂O
（4）控制温室效应

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．