- 石油、煤和天然气的综合利用
- 共2320题
【化学——选修2：化学与技术】（15分）
下列问题涉及煤在化工生产中的应用：
（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下图所示：
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图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。
正确答案
（15分）（1）直接液化技术 （1分） 间接液化技术（1分）
（2）2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-（2分）
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)
（3）焦炉煤气、粗氨水（煤焦油） （2分）
（4）①CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 （1分） 2CaSO3+O2=2CaSO4 （1分）
②用石灰石浆液的成本较低（1分） ③用水洗涤（1分）
（5）①CaSO4.2H2O(1分) ②2CaSO4. H2O（2分）
试题分析：（1）煤的液化技术又分为直接液化技术， 间接液化技术
（2）FeS2在微生物作用下，与氧气、水反应先生成Fe2+、4SO42-，所以离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；后继续被氧气氧化，生成Fe3+，离子方程式为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、煤焦油等；
（4）①湿法石灰石—石膏法脱硫工艺中，碳酸钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再被氧气氧化生成石膏，化学方程式有SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4•2H2O）；
②石灰石浆液可由自然界直接加工得到，价格低；熟石灰需要用石灰石制取；
③因为是可溶性氯化物，石膏不溶于水，所以可溶性氯化物选择用水洗的方法，比较经济实惠；
（5）①固体质量最初是3.44g，变为2.72g时，质量减少0.72g，之后固体质量不再变化，说明原固体中CaSO4的物质的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物质的量是0.72g/18g/mol=0.04mol，所以二者的物质的量之比是1:2，则石膏的化学式为CaSO4•2H2O；
②A点对应固体质量是2.90g，B点对应固体是2.72g，与①的计算方法相同，说明A固体中CaSO4的物质的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物质的量是（2.90-2.72）g/18g/mol=0.01mol，所以二者的物质的量之比是2:1，则石膏的化学式为2CaSO4•H2O。
下图是实验室干馏煤的装置图：
（1）指出图中仪器名称：a.________，d.________。
（2）仪器d的作用是________，c中液体有________和________，其中无机物里溶有________，可用________检验出来。有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。
（3）e处点燃的气体主要成分有____________，火焰的颜色是____________。
正确答案
（1）酒精喷灯 烧杯
（2）盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液 分馏
（3）H2、CH4、CH2=CH2、CO 淡蓝色
本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2，燃烧时呈淡蓝色火焰。
（12分）（2012•山东）石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备．
（1）石油分馏时，在不断向 （填工业设备名称）内投放原料的同时获得产品，该过程为 操作过程．
（2）石油裂化分为热裂化、 和加氢裂化，裂化的目的是提高 的产量．
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和 的含量．煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒 进行燃烧的过程．
（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和 存在下与 作用生成液体燃料的过程．
正确答案
（1）分馏塔；连续（2）催化裂化；轻质燃料油（或汽油）（3）硫；浮动（4）催化剂；水
（1）石油分溜在分馏塔中进行；
（2）裂化的目的是提高汽油的产量；
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分的含量．煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程；
（4）煤的直接液化是煤在高温和催化剂存在下与H2O作用生成液体燃料的过程．
解：（1）石油分溜在分馏塔中进行，故答案为：分馏塔；连续；
（2）石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高汽油的产量，故答案为：催化裂化；轻质燃料油（或汽油）；
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分、矸石的含量；煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程，故答案为：硫；浮动；
（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与H2O作用生成液体燃料的过程，故答案为：催化剂；水．
点评：本题考查石油分馏、裂化裂解、煤的燃烧和液化，题目难度不大，注意基础知识的积累．
将下图所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油．
（1）图中A、B、C三种仪器的名称是___________．
（2）将以上仪器按（一）（六）顺序，用字母a，b，c…表示连接顺序：
e接（ ）（ ）接（ ）（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）．
（3）A仪器中c口是___________，d口是___________（填“进水口”或“出水口”）
（4）蒸馏时，温度计水银球应在___________位置．
（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是____________________________．
（6）给B加热，收集到沸点60℃～150℃间的馏分是___________，收集到150℃～300℃间的馏分是___________．
正确答案
（1）A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶
（2）i h a k b f g w
（3）进水口 出水口
（4）蒸馏烧瓶支管口
（5）防止暴沸
（6）汽油 煤油
石油的分馏装置为：
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，加入CH3OC（CH3）3来生产“无铅汽油”。CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间连接形式有_________(填写编号，多选倒扣)。
(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便，将成为我国西部开发的重点之一，天然气常和石油伴生，其主要的成分是_________。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是 (填写编号，多选倒扣)。
①其一氯取代物不存在同分异构体 ②其二氯取代物不存在同分异构体
③它是非极性分子 ④它的键长和键角都相等
(3)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车，乘员12人，以50公里／小时行驶了40公里。为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济的制氢方法是
(填写编号，多选倒扣)。
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是 (写出其中一个)。
正确答案
(1)③ （2）甲烷 ② (3)③ 氢气的输送和贮存
(1)只要写出结构简式 就可以看出答案；(2)天然气的
主要成分是甲烷，若为平面正方形结构，则其二元取代物有两种同分异构体，而正四面体的二元取代物不存在同分异构体；(3)电解水消耗大量的电能，锌和稀酸的反应也不适合工业大量生产，只有利用太阳光使海水光解才是最经济的方法。但氢气的密度小、沸点低，输送和贮存有一定的难度。
此题考查了有机物的结构和环保知识，有机物的结构是有机化学的基础，是每年必考内容，环保问题也日益受到重视，必将在今后的高考中重现。
汽油不仅是最重要的燃料，而且是重要的化工原料．它可以裂解得到气态化工原料如乙烯等，还可以在催化剂催化下改变分子结构，由链烃变成芳香烃，如已烷变成苯，庚烷变成甲苯，这个变化叫异构化．请根据以汽油为原料的下列衍变关系，写出每个序号相应的化学方程式（有机物写结构简式）．
（1）______
（2）______
（3）______
（4）______．
正确答案
（1）乙烯与铝化氢能发生加成反应得到氯乙烷，方程式为：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br，
故答案为：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
（2）丙烯能发生加聚反应得到聚丙烯，方程式为：
故答案为：
（3）苯在铁作催化剂的条件下能和溴蒸气发生取代反应得到溴苯，即C6H6+Br2
故答案为：C6H6+Br2
（4）甲苯能与硝酸发生取代反应，方程式为：C6H5-CH3+3HO-NO2
故答案为：C6H5-CH3+3HO-NO2
信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。特别是能源与环境已经成为当今社会的焦点问题。
⑴、中国在世界环境中展示的主题为“生态安全与环境友好型社会”，下列措施不符合这一主题的是_______。
A．氢气是清洁的能源的，可以利用丰富的煤发电，然后电解水将得到的氢气作为能源
B．改革采煤时将煤层气（主要是甲烷）直接排入空气的做法，采用先开采和综合利用煤层气，然后再采煤的方法
C．推广使用液化石油气替代汽油和柴油用公交车和出租车的燃料
D．逐渐在全国各省推广使用乙醇汽油
⑵、绿色化学”的特点是无污染、利用率高。某化学家设计了下列反应步骤制备H2﹕
①CaBr2+H2O
②2HBr+Hg 
③HgBr2+ CaO
④2HgO
你认为该方法的主要缺点是 ______ 。
⑶、搭载“嫦娥一号”卫星的长征三号甲运载火箭使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是 ____________ 。
⑷、已知H2(g)+ 1/2O2(g)＝H2O(l) △= -285.8kJ·mol-1
H2(g)＝H2(l) △= -0.92kJ ·mol-1
O2(g)＝O2(l) △= -68.4kJ·mol-1
H2O(l)＝H2O(g) △ = +44.0kJ·mol-1
则液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式为 __________ 。
⑸、如果此次1.08吨，液氢和液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量为 ____ kJ。(保留3位有效数字)
正确答案
⑴、A
⑵、循环过程中需要很高的能量，且使用重金属，会产生污染。
⑶、相同质量时，氢气燃烧时放出的热量高；产物为水，无污染。
⑷、H2(l)+1/2O2(l)==H2O(g) △H = -206.68kJ·mol-1
⑸、1.24×107
某合作学习小组讨论辨析：①将氯气通入氢氧化钠溶液可得到漂白液②可通过石油分馏得到甲烷、乙烯和苯③不锈钢和目前流通的硬币都是合金④硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物⑤煤和石油都是可再生能源．上述说法正确的是（ ）
正确答案
以下关于有机物的说法中，正确的是（ ）
正确答案
下列说法正确的是（ ）
正确答案
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