- 石油、煤和天然气的综合利用
- 共2320题
许多国家利用石油炼制后残余的重质油为原料生产水煤气．重质油分子所含碳、氢原子数不确定，用n、m表示．写出重质油与高温水蒸气反应生产水煤气的主要化学反应方程式______．
正确答案
解：重质油与高温水蒸气反应生产一氧化碳和氢气，化学反应方程式：CnHm+nH2O
解析
解：重质油与高温水蒸气反应生产一氧化碳和氢气，化学反应方程式：CnHm+nH2O
城市使用的燃料，现大多为煤气、液化石油气．煤气的主要成分是CO和H2的混合气体，它有煤炭与水蒸气在高温下反应制得，故又称水煤气．试回答：
（1）写出制取水煤气的主要化学方程式______，该反应是______反应（填吸热、放热）．
（2）设液化石油气的主要成分为丙烷（C3H8），其充分燃烧后产物为C02和H2O，试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需的氧气的质量比．）
正确答案
解：（1）煤炭与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气，反应方程式为C+H2O
故答案为：C+H2O
（2）假设燃烧1g的丙烷需要的氧气为xg，燃烧1g的一氧化碳需要氧气为yg．
丙烷和一氧化碳与氧气反应的方程式分别如下：
C3H8+5O2
44g 160g
1g xg
x=
2CO+O2
56g 32g
1g yg
y=
所以x：y=
故答案为：70：11．
解析
解：（1）煤炭与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气，反应方程式为C+H2O
故答案为：C+H2O
（2）假设燃烧1g的丙烷需要的氧气为xg，燃烧1g的一氧化碳需要氧气为yg．
丙烷和一氧化碳与氧气反应的方程式分别如下：
C3H8+5O2
44g 160g
1g xg
x=
2CO+O2
56g 32g
1g yg
y=
所以x：y=
故答案为：70：11．
为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO2气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如下所示：
（1）用图所示装置定量检测过程①产生的CO2（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO2）
B中预期的实验现象是______，D中的试剂是______．
（2）已知C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ•mol-1
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ•mol-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是______，该反应的化学平衡常数K随温度的升高将______ （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）用图装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率．其实现的能量转化形式主要是______，a的电极反应式是______．
（4）燃煤烟气中的CO2可用稀氨水捕获和吸收，不仅可以减少CO2的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵．假设该方法每小时处理含CO2的体积分数为11.2%的燃煤烟气1000m3（标准状况），其中CO2的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵______kg．
正确答案
解：（1）燃煤烟气的成分为CO2、SO2、CO、H2O，酸性高锰酸钾能够除去SO2，CO2、CO、H2O不能使品红溶液褪色，碱石灰能够吸收CO2，故答案为：品红溶液不变色；碱石灰；
（2）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ•mol-1 ①
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ•mol-1 ②
由盖斯定律②-①得：
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1升高温度平衡向吸热的方向移动，而该反应正反应为放热，故逆向移动，平衡常数K减小，
故答案为：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1；减小；
（3）原电池将化学能转变成电能，正极：3O2+12e-+12H+=6H2O，总反应：CH3OCH3+3O2=2CO2↑+3H2O，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应=CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+，
故答案为：化学能转变成电能；CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+；
（4）由 CO2 +NH3•H2O=NH4HCO3
1 1
所以NH4HCO3 的质量为：4000mol×79g/mol=316000g=316kg，故答案为：316．
解析
解：（1）燃煤烟气的成分为CO2、SO2、CO、H2O，酸性高锰酸钾能够除去SO2，CO2、CO、H2O不能使品红溶液褪色，碱石灰能够吸收CO2，故答案为：品红溶液不变色；碱石灰；
（2）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ•mol-1 ①
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ•mol-1 ②
由盖斯定律②-①得：
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1升高温度平衡向吸热的方向移动，而该反应正反应为放热，故逆向移动，平衡常数K减小，
故答案为：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1；减小；
（3）原电池将化学能转变成电能，正极：3O2+12e-+12H+=6H2O，总反应：CH3OCH3+3O2=2CO2↑+3H2O，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应=CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+，
故答案为：化学能转变成电能；CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+；
（4）由 CO2 +NH3•H2O=NH4HCO3
1 1
所以NH4HCO3 的质量为：4000mol×79g/mol=316000g=316kg，故答案为：316．
化学与生产、生活密切相关．下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤液化生成甲醇，属于化学变化，故A错误；
B．海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程（又称海水脱盐），蒸馏是分离和提纯液态混合物常用的方法之一蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备；离子交换法是用阳离子交换树脂（HR）和水中的金属离子Mn+进行交换的一种方法，通常通过阳离子交换树脂可以除去钙离子和镁离子得到软水，不是历史最久、技术和工艺较完善的主要方法；电渗析法是一种利用离子交换膜进行离子交换的方法，是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，原理为通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，分离盐和水，故B正确；
C．蚕丝是天然纤维，成分为蛋白质，合成纤维的成分是化学纤维，如聚乙烯，故C错误；
D．活性炭脱色是利用其吸附性，次氯酸盐漂白是利用次氯酸的强氧化性，故D错误．
故选B．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油中能分离出来苯和甲苯，故A错误；
B．煤在隔绝空气的情况下加热的过程称为煤的干馏，不是在空气中，故B错误；
C．将石油催化裂化的过程是为了得到轻质燃料汽油，催化裂解的目的是为了得到石油气，故C错误；
D．石油可通过结构重新调整，使链状烃转化为环状烃，故D正确．
故选D．
根据上述实验设计回答下列问题：
（1）实验结束后，应该先把玻璃管从溶液中取出，然后再熄灭酒精灯，这样操作的目的是______．
（2）焦炉气是一种混合性的可燃性气体，点燃焦炉气前必须进行______操作，目的是______，但该实验没有进行此操作，实验中需要多排一会儿气体，至气泡均匀时再点燃．
（3）取下具支试管，可以发现其中的液体分为两层，上层是______，下层是______，在溶液中滴加酚酞试剂，溶液显______色，原因是______．
正确答案
解：（1）实验结束时先撤走酒精灯导致玻璃管内温度降低压强变小，水倒吸，发生危险，故答案为：防止因先撤走酒精灯导致玻璃管内温度降低压强变小，具支试管中的溶液沿玻璃导管倒吸入热的玻璃管中，炸裂玻璃管；
（2）可燃性气体与氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸，所以可燃性气体点燃前应先必须检验气体的纯度，否则可能发生爆炸，故答案为：验纯；防止爆炸；
（3）煤气化的产物中含有部分氨气，且煤焦油中多为苯、甲苯等芳香烃化合物，不溶于水，氨水遇酚酞显红色，故答案为：煤焦油；水溶液；红；溶液中溶解了氨气．
解析
解：（1）实验结束时先撤走酒精灯导致玻璃管内温度降低压强变小，水倒吸，发生危险，故答案为：防止因先撤走酒精灯导致玻璃管内温度降低压强变小，具支试管中的溶液沿玻璃导管倒吸入热的玻璃管中，炸裂玻璃管；
（2）可燃性气体与氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸，所以可燃性气体点燃前应先必须检验气体的纯度，否则可能发生爆炸，故答案为：验纯；防止爆炸；
（3）煤气化的产物中含有部分氨气，且煤焦油中多为苯、甲苯等芳香烃化合物，不溶于水，氨水遇酚酞显红色，故答案为：煤焦油；水溶液；红；溶液中溶解了氨气．
下列关于煤的叙述中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、煤干馏得到煤焦油中含有芳香烃，可用分馏的方法从煤焦油中获得芳香烃，所以煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源，故A正确；
B、煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，有新物质生成，属于化学变化，故B正确；
C、煤是由多种有机物和无机物组成的混合物，故C错误；
D、煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素，故D正确；
故选C．
（2015•包头模拟）煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料．试用所学知识，解答下列问题：
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术．煤的液化技术又分为______和______．
（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理．煤的某种脱硫技术的原理如图所示：
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术．该技术的第一步反应的离子方程式为______，第二步反应的离子方程式为______．
（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、______、______等．
（4）湿式石灰石-石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法．其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气．
①写出湿法石灰石-石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______．
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是：______．
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物（主要来源于燃料煤）超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏．工业上消除可溶性氯化物的方法是______．
（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成（CaSO4•xH2O）即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示．数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变．
①石膏的化学式为______．
②图象中AB段对应化合物的化学式为______．
正确答案
直接液化技术
间接液化技术
2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
焦炉煤气
粗氨水、煤焦油
SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4•2H2O）
用石灰石浆液的成本较低
用水洗涤
CaSO4•2H2O
2CaSO4•H2O
解析
解：（1）煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化；煤间接液化间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程，故答案为：直接液化技术；间接液化技术；
（2）第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2+和SO42-，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应的离子方程式为：2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；Fe2+具有还原性，可被氧气氧化为Fe3+，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，
故答案为：2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、焦炉煤气、粗氨水、煤焦油；故答案为：焦炉煤气、粗氨水、煤焦油；
（4）①二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4•2H2O，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4•2H2O），故答案为：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4•2H2O）；
②石灰石浆液的价格低，故答案为：用石灰石浆液的成本较低；
③硫酸钙微溶于水，氯化物易溶于水，故答案为：用水洗涤；
（5）①石膏加热分解减少的质量就是水的质量，已知3.44g CaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g，则：
CaSO4•xH2O═CaSO4+xH2O
136 18x
2.72 0.72
即
解得x=2 所以石膏的化学式为CaSO4•2H2O；故答案为：CaSO4•2H2O；
②由实验数据知在A-B段时石膏的质量为2.90g，其中CaSO42.72g，H2O为2.90g-2.72g=0.18g．CaSO4的物质的量为
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，生成焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程，可以得到甲烷、苯和煤焦油等化工原料，故A正确；
B、乙醇不是人体所必须的营养物质，故B错误；
C、葡萄糖属于单糖，不能发生水解，故C错误；
D、电解水法需要电能，成本高，得不偿失，故D错误；
故选A．
煤是宝贵的化石燃料，但将煤直接作燃料太浪费！可以通过煤的______获得焦炭、煤焦油和出炉煤气等产品． 煤的气化是指将煤在高温下与水接触转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气，请写出煤的气化的化学反应方程式：______；煤的液化是指把煤转化成液体燃料的过程．如在一定条件下，使煤与______作用生成液态燃料．
正确答案
干馏
C（s）+H2O（g）
氢气
解析
解：煤的干馏获得焦炭、煤焦油和出炉煤气等产品；煤的气化的化学反应方程式：C（s）+H2O（g）
故答案为：干馏；C（s）+H2O（g）
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