Question

【題目】能源問題一直受到社會高度關注。

（1）煤、石油和天然氣是三大化石燃料，不僅可以作燃料，還是重要的化工原料。

①化石燃料的大量使用，帶來了環境的污染和資源的枯竭等。某市自2018年開始推廣車用乙醇汽油，到2019年實現全市全覆蓋。乙醇（C2H5OH）燃燒的化學方程式是____；

②天然氣重整可以得到合成氣，其反應的微觀示意圖如下：

寫出上述反應的化學方程式____；用不同催化劑可使合成氣合成不同的物質。下列物質僅以合成氣為原料不可能得到的是____（填序號）。

A 甲醛（CH2O） B 甲醇（CH3OH） C 尿素（CO(NH2)2）

（2）氫氣作為新能源有很多優點，制取與儲存氫氣是氫能源利用領域的研究熱點。

I．制氫：鐵酸鋅(ZnFe2O4)可用于循環分解水制氣，其反應可表示為：

6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑；3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑

①制氫過程中，ZnFe2O4是反應的____，其中Fe的化合價為____。

②該循環制氫中不斷消耗的物質是____(填化學式) ，產生的氫氣和氧氣質量比是____。

Ⅱ．貯氫：合金Mg2Cu是一種潛在的貯氫材料，高溫時在氬氣保護下，由一定質量比的Mg、Cu單質熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫生成氫化物和另一種合金，其化學方程式為：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2

③熔煉制備Mg2Cu合金時，通入氬氣的目的是____。

④氫化物MgH2與水反應生成一種堿，并釋放出H2。其化學反應方程式為____。

Answer 1

【答案】C2H5OH +3O2 2CO2+3H2O CH4+H2OCO+3H2； C 催化劑， +3價 H2O， 1：8 起保護作用，防止金屬被氧化 MgH2+2H2O==Mg(OH)2+ 2H2↑

【解析】

（1）①乙醇在足量氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為：C2H5OH +3O2 2CO2+3H2O；

②由反應的微觀示意圖可知，天然氣和水在高溫條件下反應生成一氧化碳和氫氣，反應的化學方程式為：CH4+H2OCO+3H2；由質量守恒定律可知，反應前后原子的種類及數目不變，在反應前的物質中含有碳、氫、氧三種元素，不含有氮元素，可以合成甲醛、甲醇，但不能合成尿素，故選C；

（2）① 鐵酸鋅(ZnFe2O4)可用于循環分解水制氣，制氫過程中，ZnFe2O4是反應的催化劑；ZnFe2O4中鋅的化合價為+2價，氧元素的化合價為-2，設：Fe的化合價為x，根據化合物中各元素的化合價代數和為零，則有（+2）+2x+（-2）×4=0，x=+3；

②根據題中提供的化學方程式可知，該循環制氫中不斷消耗的物質是水，其化學式為H2O；產生的氫氣和氧氣質量比是1：8；

③高溫時，鎂、銅都能與空氣的氧氣反應，熔煉制備Mg2Cu合金時，通入氬氣可以起到保護作用，防止金屬被氧化；

④氫化物MgH2與水反應生成一種堿，并釋放出H2。根據質量守恒定律和堿的概念可知，該堿是氫氧化鎂，該反應的化學反應方程式為：MgH2+2H2O==Mg(OH)2+ 2H2↑。