Question

7．據(jù)報道，已探明蘊藏量豐富的東海天然氣，將于今年年底開采并輸入我省，紹興市是首批受益的城市之一．已知天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），通常情況下，CH₄是一種無色、無味、難溶于水、密度比空氣小的氣體．請回答下列問題：
（1）CH₄由兩種元素組成，每個CH₄分子中共有10個質(zhì)子．
（2）CH₄作為一種優(yōu)質(zhì)燃料，在空氣中完全燃燒的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（3）假如采用如圖所示裝置收集CH₄氣體，則氣體入口為b（填“a”或“b”），理由是CH₄密度比空氣小．
（4）CH₄另一種重要用途是高溫分解制取炭黑（CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ C+2H₂）．若要制取1噸炭黑（C），理論上需標(biāo)準(zhǔn)狀況下含CH₄ 90%的天然氣多少立方米？（已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下天然氣的密度約為0.72千克/米³，假如雜質(zhì)氣體不參與反應(yīng)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)甲烷的化學(xué)式進行解答；
（2）根據(jù)甲烷反應(yīng)條件及質(zhì)量守恒定律書寫甲烷燃燒的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)甲烷的密度小于空氣進行分析解答；
（4）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合題干提供的物質(zhì)的質(zhì)量進行分析解答即可．

解答 解：（1）甲烷的化學(xué)式為CH₄，可知甲烷由碳、氫兩種元素組成；每個CH₄分子由1個碳原子、4個氫原子構(gòu)成的，則一個分子中共含有5個原子；1個碳原子中含有6個質(zhì)子，1個氫原子中含有1個質(zhì)子，則每個CH₄分子中共有6×1+1×4=10個質(zhì)子．
（2）甲烷在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，其化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
（3）用洗氣瓶來收集甲烷時，因甲烷的密度比空氣密度小，所以甲烷氣體應(yīng)從短管進入，把空氣從長管排出．
（4）設(shè)需要天然氣的質(zhì)量為x
CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$C+2H₂
16       12
x        1t
$\frac{16}{12}$=$\frac{x}{1t}$   x≈1.333t=1333kg
理論上需標(biāo)準(zhǔn)狀況下含CH₄ 90%的天然氣的體積為：1333kg÷90%÷0.72kg/m³≈2057m³
答：理論上需標(biāo)準(zhǔn)狀況下含CH₄ 90%的天然氣2057立方米．
故答案為：（1）兩；10；（2）CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；（3）b；CH₄密度比空氣�。唬�4）2057．

點評 本題難度不大，考查同學(xué)們結(jié)合新信息、靈活運用化學(xué)式的含義與有關(guān)計算進行分析問題、解決問題的能力．