- 石油、煤和天然气的综合利用
- 共2320题
某1 mol链烃A在一定条件下完全裂化成1 mol烷烃B和1 mol烯烃C,生成的混合气体对H2的相对密度为14.5。试通过计算回答下列问题:
(1)写出链烃A可能的结构简式和名称。
(2)烷烃B和烯烃C可能各是什么物质?
(3)如果要求1 mol B完全燃烧时需要O2的物质的量是整数,那么C只能是什么烯烃?
正确答案
(1)CH3CH2CH2CH3,正丁烷或,2-甲基丙烷
(2)B:CH4 C:CH2==CHCH3或B:C2H6 C:CH2==CH2
(3)CH2==CHCH3
这是一道有关裂化知识的计算题。
关键在于裂化后生成物分别为烷烃和烯烃时,原物质必为烷烃。利用相对密度先求出A的相对分子质量,然后再推断其分子式。
设烷烃B的分子式为CmH2m+2,相对分子质量为Mr(B),烯烃C分子式为CnH2n,相对分子质量为M(C),根据质量守恒定律,可知链烃A的组成应为C(m+n)H(m+n)+2,符合烷烃的通式。依题意有:(1)Mr(A)= Mr(B)+ Mr(C),2×14.5×2=58,即 14(m+n)+2=58
得m+n=4
所以A的分子式为C4H10,其可能的结构如下:CH3CH2CH2CH3,正丁烷或,2-甲基丙烷。
(2)讨论m+n=4
当m=1时,n=3,即B为CH4,C为CH2==CHCH3;
当m=2时,n=2,即B为C2H6,C为CH2==CH2;
当m≥3时,n≤1,无意义。
(3)从B的燃烧反应方程式来看:CH4+2O2CO2+2H2O
C2H6+O2
2CO2+3H2O
可知B应是CH4,则C只能是CH2==CHCH3。
将煤焦油中的苯、甲苯、苯酚进行分离,可采取如下图所示的操作方法:
(1)写出①、⑤化学式: 、
(2)写出分离方法②和③的名称: 、
(3)下层液体④通入气体⑤反应的离子方程式: 。
正确答案
(6分)(1)NaOH 、 CO2 (每空1分)
(2) 分液 、蒸馏 (每空1分)
(3) (2分)
略
以原油为原料生成聚烯烃的步骤如下:
试回答:⑴含有10个氢原子的烷烃的分子式为 ;
⑵C4~C10的烃类混合物含有 (填“等于”、“少于”或“多于”)7种不同的物质。
⑶由乙烯、丙烯等烯烃生产聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃的反应属于 反应。
正确答案
(1)C4H10 ;(2)多于(3)聚合或加聚
略
(6分)回答下列两问。
(1)自2006年3月开始,山东省淄博市临淄区家用燃料由水煤气改为石油气。原来燃用水煤气的炉灶燃料进气孔和空气进气孔应如何改进?
(2)如果燃用水煤气的炉灶改燃天然气,燃料进气孔和空气进气孔应如何改进?
正确答案
(1)减小燃料进气孔,增大空气进气孔。
(2)减小燃料进气孔,增大空气进气孔。
水煤气的完全燃烧反应为
2H2+O22H2O
2CO+O22CO2
石油气的完全燃烧反应主要为
C3H8+5O23CO2+4H2O
2C4H10+13O28CO2+10H2O
天然气的完全燃烧反应主要为
CH4+2O2CO2+2H2O
燃料由水煤气改为石油气(或天然气),单位体积耗O2量增大,应减小燃料进气孔,增大空气进气孔
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
矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前世界矿物能源仍以化石燃料煤、石油、天然气为主。
(1)试以C、CnH2n+2、CH4为代表,写出其完全燃烧的化学方程式:
_____________________、_____________________、_____________________。
等质量的上述三种燃料完全燃烧,对环境的负面影响最小的是_____________________。
(2)化石燃料储存的能量来自绿色植物吸收的太阳能,光合作用把太阳能转化成___________能,生成糖(以葡萄糖C6H12O6为代表),则光合作用的总反应式为_____________________。
(3)光合作用释放的O2来自于参加反应的哪种物质?
正确答案
(1)C+O2====CO2 CnH2n+2+O2
nCO2+(n+1)H2O
CH4+2O2CO2+2H2O CH4
(2)化学 6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
(3)水
(1)由反应方程式及它们的组成可知CH4中C的质量分数最低且为气体,因而最容易完全燃烧,其负面影响最小。
(2)光合作用是将太阳能转化为化学能而贮存起来。
(3)由光合作用的原理,可知此过程释放出来的O2来自于水。
已知:A是石油裂解气的主要产物之一,其产量常用于衡量一个石油化工发展水平的标志。下列是有机物A~G之间的转化关系:
请回答下列问题:
(1)A的官能团的名称是________________;C的结构简式是________________;
(2)E是一种具有香味的液体,由B + D→的反应方程式为:___________________________________,该反应类型是_______________;
如何除去E中所混有少量的D杂质,简述操作过程:________________________________________
______________________________________________________________________________________;
(3)G是一种高分子化合物,其名称是_____________,链节是______________;
(4)比赛中,当运动员肌肉挫伤或扭伤时,随队医生即对准受伤部位喷射物质F(沸点12.27OC)进行应急处理。写出由A制F的化学反应方程式:________________________________,该反应的原子利用率为__________,决定F能用于冷冻麻醉应急处理的性质是________________________________
__________________________________________。
正确答案
(1)碳碳双键(2分)CH3CHO
(2)CH3CH2OH + CH3COOHCH3COOCH2CH3 +H2O (2分) 酯化反应(1分)
加饱和碳酸钠溶液,充分振荡、静置、分层,然后分液,取上层液体即可(2分)
(3)聚乙烯(1分) -CH2-CH2-(1分)
(4)CH2 = CH2 + HCl CH3CH2Cl (2分) 100 %(1分)
氯乙烷的沸点低,易挥发,挥发时吸收热量起到降温的作用(2分)
略
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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