Question

能源和資源是維系人類發(fā)展的重要前提之一．目前人類使用的主要能源還是化石燃料．請回答下列問題：
（1）化石燃料包括煤、石油、

 

（寫出另外一種化石燃料的名稱）．煤炭開采過程中，若采取的措施不當，容易發(fā)生瓦斯爆炸事故，導(dǎo)致生命財產(chǎn)損失，用化學方程式解釋在煤礦中頻頻發(fā)生瓦斯爆炸的原因：

 

．
（2）煤的氣化可以緩解石油危機，而目前煤的氣化主要是煤中的碳和水蒸氣的反應(yīng)：C+H₂O（g）═CO+H₂，該反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，反應(yīng)所需的能量一般是由間歇進行的碳的燃燒（氧氣用空氣代替）來提供的：C+O₂═CO₂．
①有人認為上述第一個反應(yīng)需要吸熱，所以煤的氣化從能量角度來看，得不償失．請你解釋這種觀點的錯誤所在：

 

②煤的氣化可以為工業(yè)合成氨提供原料氣．氫氣來源于

 

，氮氣來源于

 

，還可以采用

 

工藝得到空氣中的氮氣．
（3）我國煤炭資源相對石油和天然氣資源豐富，煤制油有一定的資源保障．煤液化的重要方法是間接液化法，首先將煤氣化為H₂、CO和CH₄，然后通過催化劑將氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)．通過間接法制備的燃油中含有飽和烷烴和不飽和烯烴，請完成下列粗煤氣合成烯烴和烷烴的化學方程式：
①□CO+□H₂→□C_nH_2n+□

 

②□CO+□H₂→□C_nH_2n+2+□

 

．

Answer 1

考點：煤的干餾和綜合利用,化石燃料與基本化工原料

專題：

分析：（1）化石燃料包括煤、石油、天然氣；瓦斯的主要成分為甲烷，遇明火會爆炸；
（2）①根據(jù)蓋斯定律來分析和水煤氣的燃燒的特點來分析；
②煤的汽化可以產(chǎn)生氫氣；而空氣中的氧氣被碳消耗后，剩余氮氣；氮氣還可以通過空氣的液化來獲得；
（3）根據(jù)碳原子和氫原子的守恒來分析．

解答： 解：（1）化石燃料包括煤、石油、天然氣；瓦斯的主要成分為甲烷，遇明火會爆炸：CH₄+2O₂-→CO₂+2H₂O；
故答案為：天然氣，CH₄+2O₂-→CO₂+2H₂O；
（2）①根據(jù)蓋斯定律可知，一個反應(yīng)無論是一步完成還是分為幾步完成，其熱效應(yīng)是相同的，且煤氣化后得到的氣態(tài)燃料燃燒時，熱利用率高，能源清潔，故答案為：煤氣化后得到的氣態(tài)燃料燃燒時，熱利用率高，能源清潔；　
②煤的汽化可以產(chǎn)生氫氣，故氫氣可以來自于煤和水蒸氣的反應(yīng)；而空氣中的氧氣被碳消耗后，剩余氮氣，故氮氣可以來自于碳在空氣中燃燒后剩余的氣體；氮氣還可以通過空氣的液化來獲得，故答案為：碳和水蒸氣的反應(yīng)，碳在空氣中燃燒后剩余的氣體，空氣液化；
（3）①根據(jù)碳原子守恒可知，CO的計量數(shù)為n，根據(jù)元素種類的守恒和氧原子的守恒可知，另一種生成物應(yīng)為H₂O，且計量數(shù)為n，然后根據(jù)氫原子的守恒可知，H₂的計量數(shù)為2n，故答案為：nCO+2nH₂→C_nH_2n+nH₂O；
②根據(jù)碳原子守恒可知，CO的計量數(shù)為n，根據(jù)元素種類的守恒和氧原子的守恒可知，另一種生成物應(yīng)為H₂O，且計量數(shù)為n，然后根據(jù)氫原子的守恒可知，H₂的計量數(shù)為2n+1，故答案為：nCO+（2n+1）H₂→C_nH_2n+2+nH₂O；

點評：本題考查了化石燃料、煤的汽化以及方程式的平衡，綜合性較強，但難度不大．