Question

【題目】數十年來，化學工作者對碳的氧化物和氫化物做了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果。
（1）工業上常采用將水蒸氣噴到灼熱的炭層上實現煤的氣化（制得CO、H2），該反應的化學方程式是 ， 制得的CO是一種有毒氣體，能降低的攜氧能力。
（2）上述煤氣化過程中需向炭層交替噴入空氣和水蒸氣，噴入空氣的目的是；氣化得到的氣體可在加熱和催化劑下合成液體燃料甲醇CH3OH，該反應方程式為。
（3）科學家用氮化鎵材料與銅組裝如圖的人工光合系統，利用該裝置成功地實現了以CO2和H2O合成CH4。
①寫出合成甲烷的化學方程式。
②為提高該人工光合系統的工作效率，可向裝置中加入少量的（選填“氫氧化鈉”或“硫酸”）。

Answer 1

【答案】
（1）C+ H2O CO+ H2；血紅蛋白
（2）提供熱量；CO + 2H2 CH3OH
（3）CO2 + 2H2O CH4+ O2；硫酸
【解析】（1）由題意可知，將水蒸氣噴到灼熱的炭層上實現煤的氣化（制得CO、H2）是碳與水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣；一氧化碳中毒是因為一氧化碳能降低血紅蛋白的攜氧能力；（2）煤氣化過程需要高溫，在進行時需向炭層交替噴入空氣和水蒸氣，使碳燃燒提供熱量；一氧化碳和氫氣在催化劑加熱條件下可化合生成甲醇；（3）由題意和圖示可知，CO2和H2O通過光照合成CH4；因氫氧化鈉能與二氧化碳反應，所以為提高該人工光合系統的工作效率，可向裝置中加入少量的硫酸。根據方程式書寫進行分析，書寫方程式時首先根據題意寫出反應物和生成物的化學式，然后再進行配平，找出反應條件，最后標注氣體或沉淀符號；根據氫氧化鈉能與二氧化碳反應進行分析。