- 煤的综合利用——煤的气化
- 共183题
(1)通常所说的化石燃料有______、______、______(至少写三种).我国东海和南海的海底有大量“可燃冰”,它是甲烷分子居于水分子形成的笼中的产物(如图所示),“可燃冰”是否属于化石燃料?______.(填“是”或“否”)
(2)甲烷在0℃的海水中,只要压强达到3Mpa就能形成“可燃冰”.已知海底每增加10m,压强就增大0.1Mpa,在这一温度下,多深的海底可能找到“可燃冰”?______.
(3)在“可燃冰”中,平均每46个水分子构成8个笼,每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子.若这8个笼中有6个笼容纳的是CH4分子,另外2个笼容纳的是H2O分子,则“可燃冰”的平均组成是下列各项中的______.
A.CH4•2H2O B.CH4•6H2O C.CH4•8H2O D.CH4•10H2O.
正确答案
(1)煤、石油和天然气是常见的三大化石燃料,“可燃冰”的成分是甲烷,属于化石燃料,故答案为:煤;石油;天然气;是;
(2)根据题意可知,当压强达到3Mpa时,×10m=300m,故答案为:300m以下;
(3)由平均每46个水分子构成8个笼,每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子,可知笼中共有6个甲烷分子和2个水分子,这8个笼中共有6个甲烷分子和48个水分子,所以“可燃冰”的平均组成CH4•8H2O,故答案为:C.
把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I: C(s)+O2(g) === CO2(g)
途径II:
先制水煤气:C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
燃烧水煤气:2CO(g) + O2(g) === 2CO2(g);2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g)
已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1=-393.5 kJ/mol
②H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g);△H2=-241.8kJ/mol
③CO(g)+ 1/2O2(g) =CO2(g);△H3=-283.0kJ/mol
请回答下列问题:
(1)C(煤)的标准燃烧热是_______________________
(2)根据盖斯定律写出煤和气态水生成水煤气的热化学方程式:___________________
(3)在制水煤气反应里,反应物具有的总能量________(填“>”、“<”或“=”)生成物所具有的总能量
(4)根据两种途径,下列说法错误的是_________ (单选)
A.途径II制水煤气时增加能耗,故途径II的做法不可取
B.与途径I相比,途径II可以减少对环境的污染
C.与途径I相比,途径II可以提高煤的燃烧效率
D.将煤转化为水煤气后,便于通过管道进行运输
正确答案
(1)-393.5kJ/mol
(2)C(s)+H2O(g)===CO(g) + H2(g);△H =+131.3 kJ/mol
(3)<
(4)A
将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g); C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:____________________.
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比 1mol C(s)完全燃烧放出的热量多.甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律作出如下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”.请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”),判断的依据是 ________.
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点: ____________________、____________________.
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料.CO和H2在一定条件下可以合成: ①甲醇(CH4O) ②甲醛(CH2O) ③甲酸(CH2O2) ④乙酸(C2H4O2).试分析当CO和H2按1:1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放.
正确答案
(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ/mol
(2)乙 ;甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)减少污染 ;燃烧充分 ;方便 ;直接燃烧水煤气热量大(答案合理即可)
(4)②③
煤的主要成分为碳,工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题。
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:_____________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:__________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol-1② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH = -23.5 kJ·mol-1③ CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g);ΔH = -41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH = ___________;一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_________(填字母序号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
正确答案
(1)C+H2OCO+H2
(2)Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS
(3)-246.4 kJ· mol-1;ce
以煤为原料可合成重要化工中间体G,其中B与乙酸互为同分异构体,也能与钠反应放出氢气(注:下列图示流程中某些反应条件不一定给出).
已知:①CH3CHO+CH3CHO
CH3CH=CHCHO
②
试填空.
(1)C的结构简式是:______.
(2)B→C所属反应的基本类型是:______H分子内含氧官能团名称______.
(3)涂料I的链节是:______.
(4)F+D→G的化学方程式为:______.
(5)能与Na2CO3溶液反应的E的芳香族化合物的同分异构体有______种.
(6)写出
的合成路线并注明反应条件.______.
正确答案
CO和H21:1反应生成A,A应为HCHO,A与CO和H2反应生成B,B与乙酸互为同分异构体,也能与钠反应放出氢气,则B中应含有-OH,为HOCH2CHO,与氢气发生加成反应生成C,则C为CH2OHCH2OH,C脱水生成D,结合题给信息可知D为CH3CHO,由转化关系可知E为
,F为
,与D在NaOH加热条件下反应生成G为
,进而被氧化生成H为
,
(1)由以上分析可知C为CH2OHCH2OH,故答案为:CH2OHCH2OH;
(2)B为HOCH2CHO,与氢气发生加成反应生成CH2OHCH2OH,H为
,含有的含氧官能团为羧基,故答案为:加成反应或还原反应;羧基;
(3)H为
,含有C=C可发生加聚反应生成涂料I,涂料I的链节是
,
故答案为:
;
(4)由题给信息可知F+D→G的化学方程式为
,
故答案为:
;
(5)E为
,能与Na2CO3溶液反应的E的芳香族化合物的同分异构体应为甲基苯酚,有临、间、对三种,
故答案为:3;
(6)H为
,根据题意,首先与HCl发生加成反应,然后和NH3发生取代反应可生成氨基酸,反应的历程为
,
故答案为:
.
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