Question

人类赖以生存的自然环境由生物圈、岩石圈、大气圈、水圈组成（如图所示）。

 

（1）用化学符号填空：

①岩石圈中含量最高的金属元素是__________。

②大气圈中含量最高的物质是______________。

③水圈中含量最高的元素是______________。

（2）在四大圈层中，有下列6种物质：甲烷、水、二氧化碳、一氧化碳、氢气、氧气。

①在这6种物质中，共有______________种元素，人类的生命活动不可缺少的物质有____________（填化学式）；

②甲烷是天然气的主要成分，天然气属于____________（填“纯净物”或“混合物”），甲烷完全燃烧的化学方程式为____________，同时________________（填“释放”或“吸收”）能量。小明和小莉分别完成甲烷燃烧实验，小明发现燃烧过程中有黑色固体生成，他认为这种黑色物质是碳单质，他猜测理由是______________；小莉取6.4g甲烷与一定质量的氧气恰好完全反应，生成14.4g的水，同时得到CO 和CO₂的混合物的质量为14.4g，参加氧气的质量为______________，该反应的化学方程式为__________；

③在800℃和催化剂条件下，适当比例的甲烷和二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为____________。

Answer

Al N 2 O 3 H2O、O2 混合物 CH4 + 2O2CO2 + 2H2O 释放 甲烷中含有碳元素，且碳单质为黑色固体 22.4g 4CH4 + 7O22CO2 + 2CO +8H2O CH4+ CO22H2 +2CO

【解析】

本题考查化学用语的意义及书写，解题关键是分清化学用语所表达的对象是分子、原子、离子还是化合价，才能在化学符号前或其它位置加上适当的计量数来完整地表达其意义，并能根据物质化学式的书写规则正确书写物质的化学式，才能熟练准确的解答此类题目。

（1）岩石圈中含量最高的金属元素是铝元素，大气圈中含量最高的物质是氮气，水圈中含量最高的元素是氧元素，故答案为：①Al；②N2；③O；

（2）①根据甲烷、水、二氧化碳、一氧化碳、氢气、氧气的化学式，在这6种物质中，共有C、H、O三种元素，人类的生命活动不可缺少的物质有H2O、O2；故答案为：3；H2O、O2；

②天然气的主要成分是甲烷，还有其他成分，是混合物，甲烷完全燃烧的化学方程式为CH4 + 2O2CO2 + 2H2O，释放出大量的热，燃烧过程中如果有黑色固体生成，这种黑色物质可能是碳单质，因为甲烷中含有碳元素，且碳单质为黑色固体，可能是甲烷的不完全燃烧导致的；取6.4g甲烷与一定质量的氧气恰好完全反应，生成14.4g的水，同时得到CO 和CO2的混合物的质量为14.4g，根据质量守恒，m(O2)=14.4g+14.4g-6.4g=22.4g，n(CH4)=，n(O2)=，n(H2O)=，根据C原子守恒，n(CO2)+n(CO)=0.4mol，44g/mol n(CO2)+28g/mol n(CO)=14.4g，解得，n(CO2)=n(CO)=0.2mol，根据化学方程式中计量数之比等于物质的量之比，写出化学方程式为：4CH4 + 7O22CO2 + 2CO +8H2O；故答案为：混合物；CH4 + 2O2CO2 + 2H2O；释放；甲烷中含有碳元素，且碳单质为黑色固体；22.4g；4CH4 + 7O22CO2 + 2CO +8H2O；

③根据题干描述的反应物和生成物以及反应条件，该反应的化学方程式为：CH4+ CO22H2 +2CO，故答案为：CH4+ CO22H2 +2CO。