Question

【題目】2017年5月18日，我國(guó)首次海域“可燃冰”試采成功，“可燃冰”的主要成分是甲烷。

（1）用金剛石做成的鉆頭開(kāi)采海域“可燃冰”，利用了金剛石的____________（填物理性質(zhì)）。

（2）康康在實(shí)驗(yàn)室制取甲烷時(shí)用下圖裝置收集，則氣體應(yīng)該從_________通入（填“m”或“n”）。

（3）下圖為甲烷與水反應(yīng)的微觀示意圖。請(qǐng)寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。

（4）運(yùn)用燃燒法可確定甲烷的元素組成。

①請(qǐng)寫(xiě)出甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式____________________。

②請(qǐng)寫(xiě)出確定甲烷元素組成的實(shí)驗(yàn)方案______________（簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論）。

（5）“煤改氣”可降低煤的消耗，減少空氣污染，但也造成了今年的“氣荒”，可燃冰的開(kāi)采將會(huì)緩解這一狀況。已知：1kg甲烷完全燃燒放出熱量55700kJ，1kg含硫5%的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出熱量29000kJ。請(qǐng)計(jì)算：

①1kg甲烷完全燃燒放出的熱量與___________千克含硫5%的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出熱量相等（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）？

②完全燃燒1kg甲烷，理論上可減少排放二氧化硫________千克？

Answer 1

【答案】 硬度大 n CH4＋H2O CO＋3H2 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 驗(yàn)純后，點(diǎn)燃甲烷，用干而冷的的小燒杯罩住火焰，燒杯壁有水霧，說(shuō)明含有氫元素，迅速倒轉(zhuǎn)燒杯，加入少量澄清石灰水振蕩，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，說(shuō)明含有碳元素。（或其它合理答案） 1.92 k g 0.19 kg

【解析】（1）金剛石是自然界最硬的物質(zhì)，用金剛石做成的鉆頭開(kāi)采海域“可燃冰”，利用了金剛石的硬度大的性質(zhì)；（2）甲烷的密度比空氣小，應(yīng)從長(zhǎng)管進(jìn)入，則氣體應(yīng)該從n通入；（3）由甲烷與水反應(yīng)的微觀示意圖可知，甲烷與水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4＋H2OCO＋3H2；（4）①甲烷燃燒生成二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O；②甲烷是可燃性氣體，點(diǎn)燃前要檢驗(yàn)純度，確定甲烷元素組成的實(shí)驗(yàn)方案為：驗(yàn)純后，點(diǎn)燃甲烷，用干而冷的的小燒杯罩住火焰，燒杯壁有水霧，說(shuō)明含有氫元素，迅速倒轉(zhuǎn)燒杯，加入少量澄清石灰水振蕩，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，說(shuō)明含有碳元素；（5）①設(shè)1kg甲烷完全燃燒放出的熱量與千克含硫5%的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出熱量相等， ×29000kJ=55700kJ， =1.92 kg；②設(shè)完全燃燒1kg甲烷，理論上可減少排放二氧化硫千克，S+O2 SO2

32 64

1.92×5%

=0.19kg。

答：1kg甲烷完全燃燒放出的熱量與1.92千克含硫5%的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出熱量相等

②完全燃燒1kg甲烷，理論上可減少排放二氧化硫0.19千克。