Question

【題目】甲烷——小分子，大作為

在圖1的四大圈層中，有下列6種物質：①甲烷；②水；③二氧化碳；④一氧化碳；

⑤氫氣；⑥氧氣。構成這些物質的分子雖然簡單，但這些物質有的是人類賴以生存的基本物質，有的是物質循環關鍵物質，有的是人類社會生產活動必需的物質。請回答：

(1)在這6種物質中，元素種類共有____種，人類的生命活動不可缺少的物質有(填化學式，下同)____，植物生長必需的物質有____，元素種類完全相同的物質是____。

(2)甲烷是最重要的基礎有機物之一，不僅可做燃料，還能發生如下反應：

①在隔絕空氣和1000℃條件下，甲烷分解產生炭黑和氫氣；

②在隔絕空氣和1500℃條件下，甲烷分解產生乙炔和氫氣；

③在1400℃條件下，適當比例的甲烷和氧氣反應生成氫氣和一氧化碳；

④在800℃和催化劑條件下，適當比例的甲烷和二氧化碳反應生成氫氣和一氧化碳。

試寫出上述②～④三個反應的化學方程式：

②_________________________；

③_________________________；

④_________________________；

(3)在反應①~④中，屬于置換反應的有_________________________。

在反應①和②中，反應物相同，而生成物不同，從微觀的角度看，是因為反應條件不同導致________。

③和④兩個反應的反應物不同，但生成物相同，從物質組成的角度看，其原因是________。

在實際生產中，反應③需要按比例控制氧氣不能超量，從物質性質的角度看，原因是_________。

Answer 1

【答案】 3 H2O、O2 CO2、H2O、O2 CO、CO2 2CH4 C2H2+3H2 2CH4+O24H2 +2CO CH4+ CO2 2H2 +2CO ③ 原子的結合方式不同 反應物的組成元素相同，反應前后元素的種類不變 在1400℃時，超量的氧氣能與生成物(或氫氣、一氧化碳)反應

【解析】(1)甲烷、水、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、氧氣6種物質中，共有碳、氫、氧3種元素。H2O、O2是人類的生命活動不可缺少的物質。植物生長必需的物質有CO2、H2O、O2，元素種類完全相同的物質是CO、CO2。(2)②根據提供的信息，反應的化學方程式為：2CH4 C2H2+3H2。③根據題給信息，反應的化學方程式為：2CH4+O24H2 +2CO ④根據題給信息，反應的化學方程式為：CH4+ CO2 2H2 +2CO。(3)由一種單質與一種化合物反應生成另一種單質與另一種化合物的反應是置換反應，所以反應③是置換反應。在反應①和②中，反應物相同，而生成物不同，從微觀的角度看，是因為反應條件不同導致原子的結合方式不同。③和④兩個反應的反應物不同，但生成物相同，從物質組成的角度看，其原因是反應物的組成元素相同，反應前后元素的種類不變。在實際生產中，反應③需要按比例控制氧氣不能超量，從物質性質的角度看，原因是在1400℃時，超量的氧氣能與生成物(或氫氣、一氧化碳)反應。