Question

【題目】煤合成天然氣（SNG）的工藝過程如圖所示。

（1）氣化爐中生成的單質是_____。

（2）在氣化爐中，煤炭中的碳發生了多個反應。

① 碳與氧氣生成CO2反應的基本反應類型為_____。

② 碳與水反應生成了CO，同時還有一種產物是_____。

（3）經變換爐反應后，產物中CO2和H2含量增加，CO含量降低，反應過程中化合價發生改變的元素有_____。

（4）合成天然氣中的氫元素來自于原料中的_____。

Answer 1

【答案】H2 化合反應 H2 C、H 水/水蒸氣

【解析】

在煤合成天然氣（SNG）的工藝過程，往氣化爐中加入煤炭，通入富氧空氣、水蒸氣，生成的二氧化碳、一氧化碳和氫氣在通入后續合成爐中，生成合成天然氣甲烷。

（1） 氣化爐中生成的物質由CO2、CO、H2，其中屬于單質的是H2。

（2）①碳和氧氣反應生成一種物質，二氧化碳，符合“多變一”的原理，故屬于化合反應。

②碳和水反應生成一氧化碳，根據質量守恒定律中反應前后元素種類不變，因此還剩余水中的氫元素，氫原子和氫原子結合構成氫分子，故另一種產物是氫氣。

（3）變化爐中通入水蒸氣后，繼續發生的反應為一氧化碳和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣，因此其中化合價變化的元素有C元素和H元素，其中C元素由一氧化碳變為二氧化碳化合價升高，水中的氫反應后產生氫氣，化合價降低。

（4）加入的原料有煤炭、富氧空氣、水蒸氣，其中只有水中含有氫元素，因此合成天然氣中的氫元素來源于水蒸氣。