【题目】甲烷——小分子，大作为

在图1的四大圈层中，有下列6种物质：①甲烷；②水；③二氧化碳；④一氧化碳；

⑤氢气；⑥氧气。构成这些物质的分子虽然简单，但这些物质有的是人类赖以生存的基本物质，有的是物质循环关键物质，有的是人类社会生产活动必需的物质。请回答：

(1)在这6种物质中，元素种类共有____种，人类的生命活动不可缺少的物质有(填化学式，下同)____，植物生长必需的物质有____，元素种类完全相同的物质是____。

(2)甲烷是最重要的基础有机物之一，不仅可做燃料，还能发生如下反应：

①在隔绝空气和1000℃条件下，甲烷分解产生炭黑和氢气；

②在隔绝空气和1500℃条件下，甲烷分解产生乙炔和氢气；

③在1400℃条件下，适当比例的甲烷和氧气反应生成氢气和一氧化碳；

④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。

试写出上述②～④三个反应的化学方程式：

②_________________________；

③_________________________；

④_________________________；

(3)在反应①~④中，属于置换反应的有_________________________。

在反应①和②中，反应物相同，而生成物不同，从微观的角度看，是因为反应条件不同导致________。

③和④两个反应的反应物不同，但生成物相同，从物质组成的角度看，其原因是________。

在实际生产中，反应③需要按比例控制氧气不能超量，从物质性质的角度看，原因是_________。

参考答案：

【答案】 3 H2O、O2 CO2、H2O、O2 CO、CO2 2CH4 C2H2+3H2 2CH4+O24H2 +2CO CH4+ CO2 2H2 +2CO ③ 原子的结合方式不同 反应物的组成元素相同，反应前后元素的种类不变 在1400℃时，超量的氧气能与生成物(或氢气、一氧化碳)反应

【解析】(1)甲烷、水、二氧化碳、一氧化碳、氢气、氧气6种物质中，共有碳、氢、氧3种元素。H2O、O2是人类的生命活动不可缺少的物质。植物生长必需的物质有CO2、H2O、O2，元素种类完全相同的物质是CO、CO2。(2)②根据提供的信息，反应的化学方程式为：2CH4 C2H2+3H2。③根据题给信息，反应的化学方程式为：2CH4+O24H2 +2CO ④根据题给信息，反应的化学方程式为：CH4+ CO2 2H2 +2CO。(3)由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应，所以反应③是置换反应。在反应①和②中，反应物相同，而生成物不同，从微观的角度看，是因为反应条件不同导致原子的结合方式不同。③和④两个反应的反应物不同，但生成物相同，从物质组成的角度看，其原因是反应物的组成元素相同，反应前后元素的种类不变。在实际生产中，反应③需要按比例控制氧气不能超量，从物质性质的角度看，原因是在1400℃时，超量的氧气能与生成物(或氢气、一氧化碳)反应。

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