精品-邁向名師之化學(xué)星級題庫-選修5煤和石油的利用四星題

1、.精品-邁向名師之星級題庫-煤和石油的利用四星題1（15分）煤的液化是將煤進(jìn)行深加工的重要工業(yè)過程，請結(jié)合下圖回答相關(guān)問題（1）煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為 的過程。（2）煤的液化分為兩種分別是 和 ，上圖中展示的是 。（3）該流程中將凈化后的氫氣和一氧化碳在催化劑的作用下合成 、 及化學(xué)品等，該過程中可以循環(huán)使用的是 。（4）這種煤的液化操作條件比較溫和，幾乎不依賴于煤的種類，關(guān)鍵是 的選擇?！敬鸢浮恳后w燃料(2)直接液化、間接液化，間接液化(各2)烴類燃料、醇類燃料，H2和CO(各2)催化劑(1)【解析】試題分析：（1）煤的液化是把固體煤炭通過化學(xué)加工過程，使其轉(zhuǎn)化成為液體燃料的過程。（2）煤在氫

2、氣和催化劑作用下，通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程稱為直接液化；以煤為原料，先氣化制成合成氣，然后，通過催化劑作用將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程成為間接液化，上圖中展示的是間接液化。（3）根據(jù)圖中氫氣和一氧化碳的流程可知氫氣和一氧化碳在催化劑的作用下合成烴類燃料、醇類燃料，H2和CO經(jīng)過重整后可循環(huán)使用。（4）催化劑的選擇在有機(jī)反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用?？键c：本題考查化學(xué)工藝流程的分析、煤的液化。 2鄂爾多斯市已探明煤炭儲量1496億多噸，約占全國總儲量的1/6。煤是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識，解答下列問題。（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)

3、。煤的液化技術(shù)又分為 和 。（2）在煤燃燒前需對煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理為FeS2 Fe2+SO42-Fe3+這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為 ，第二步反應(yīng)的離子方程式為 。（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、 。（4）工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如圖是氨氧化率與氨空氣混合氣中氧氨比的關(guān)系。其中直線表示反應(yīng)的理論值；曲線表示生產(chǎn)實際情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上rn(O2)/n(NH3) ，實際生產(chǎn)要將r值維持在1.72.2之間，原因是 。【答案】（1）直接液化技術(shù) 間接液化技術(shù)；（2）2FeS27O22H2O微生物4H2Fe24，4Fe2

4、O24H微生物4Fe32H2O；（3）焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油；（4）1.25，O2太少不利于NH3的轉(zhuǎn)化，r值為2.2時NH3氧化率已近100%。【解析】試題分析：（2）原理FeS2 Fe2+SO42-Fe3+遵循的是守恒規(guī)律，采用補(bǔ)充的書寫方法：第一步 FeS2+ O2+ H2O 微生物 Fe2+ SO42-+ 。根據(jù)電荷守恒和原子守恒，將H寫為H+。（4）從圖中看出當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上rn(O2)/n(NH3)1.25，實際生產(chǎn)要將r值維持在1.72.2之間，原因是O2太少不利于NH3的轉(zhuǎn)化，r值為2.2時NH3氧化率已近100%?？键c：煤化工化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)計量的

5、理解。3煤和石油是重要的能源，也是化工生產(chǎn)的重要原料。(1)工業(yè)上分餾石油的設(shè)備是_，通過該設(shè)備制備出的液體燃油有_。(2)使用催化劑進(jìn)行石油裂化及裂解獲得的主要產(chǎn)品是_。(3)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣直接排放到空氣中，可能導(dǎo)致的環(huán)境污染問題是_ _。(4)下圖是對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行常溫脫硫處理的流程示意圖。廢氣脫硫過程中，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_、_。在煤中直接添加一種物質(zhì)，可有效減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2，該物質(zhì)是_。石膏在工業(yè)生產(chǎn)中的用途是_(寫出一種用途即可)。(5)煤經(jīng)過_(填加工方法)可以得到爐煤氣、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)過_(填加工方法)可得到芳香族化合物。煤也可以用氫化法轉(zhuǎn)化成燃油，氫化

6、法的本質(zhì)是_?！敬鸢浮枯p質(zhì)油和氣態(tài)烯烴(或碳原子數(shù)較少的烴)(3)酸雨、粉塵污染(答出一項即可)(4)SO2CaCO3 CaSO3CO22CaSO3O2=2CaSO4CaCO3、CaO、Ca(OH)2(填一種即可)醫(yī)療、建筑材料、模型等(填一種即可)(5)干餾分餾增加煤中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值【解析】(1)原油在分餾塔內(nèi)加熱，然后冷卻，逐漸分餾出汽油、煤油和柴油等。(2)石油裂化及裂解的主要目的是獲得碳原子數(shù)較少的烴。(3)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣含有SO2等，會導(dǎo)致酸雨的形成，也會造成粉塵污染。(4)廢氣脫硫的反應(yīng)主要包括石灰石與SO2的反應(yīng)及CaSO3與O2的反應(yīng)。煤燃燒時加入C

7、aCO3、CaO、Ca(OH)2，可以減少SO2的產(chǎn)生。石膏可以用于醫(yī)療、建筑材料、模型等。(5)煤的干餾可以得到爐煤氣、煤焦油和焦炭。煤焦油分餾可得到芳香族化合物。煤的氫化是為了增加煤中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值。4已知煤的近代結(jié)構(gòu)模型如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤是工業(yè)上獲得_的重要來源。(2)我國大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，在提供熱量的同時產(chǎn)生大量的_、_等氣體物質(zhì)，造成嚴(yán)重的大氣污染。(3)“型煤”技術(shù)不僅可以減少87%的廢氣排放量，煙塵排放量也可減少80%，致癌物苯并芘的排放量也減少，同時節(jié)煤20%30%?！靶兔骸奔夹g(shù)的原理

8、是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽。某“型煤”生產(chǎn)廠利用石灰石作固硫劑，試用化學(xué)方程式表示其固硫過程_、_。(4)為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價值，煤資源的綜合利用方法還有_、_、_等?！敬鸢浮?1)芳香烴(2)SO2氮氧化物(3)CaCO3CaOCO22CaO2SO2O22CaSO4(4)干餾氣化液化【解析】從煤的結(jié)構(gòu)模型圖可以看出，它是工業(yè)上芳香烴的重要來源；直接燃燒會產(chǎn)生SO2及氮氧化物而污染大氣；石灰石固硫?qū)嶋H上是利用CaCO3分解產(chǎn)生的CaO結(jié)合SO2，在煤燃燒時生成CaSO4；煤的干餾、氣化、液化等是對煤的綜合利用的重要方法。5煤是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品

9、的重要原料。試用所學(xué)知識，解答下列問題：(1)煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。煤的液化技術(shù)又分為_和_。(2)在煤燃燒前需對煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理為FeS2Fe2SO42Fe3這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為_，第二步反應(yīng)的離子方程式為_。(3)工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、_。(4)工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如圖是氨氧化率與氨空氣混合氣中氧氨比的關(guān)系。其中直線表示反應(yīng)的理論值；曲線表示生產(chǎn)實際情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上rn(O2)/n(NH3)_，實際生產(chǎn)要將r值維持在1.72.2之間，原因是_?！敬鸢浮?1)直接液化技術(shù)

10、間接液化技術(shù)(2)2FeS27O22H2O4H2Fe24SO424Fe2O24H4Fe32H2O(3)焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油(4)1.25O2太少不利于NH3的轉(zhuǎn)化，r值為2.2時NH3氧化率已近100%【解析】(4)根據(jù)反應(yīng)方程式可知，氨氧化法制備硝酸時的反應(yīng)是4NH35O2=4NO6H2O，故當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上n(O2)/n(NH3)5/41.25，實際生產(chǎn)中要將氧氨比值維持在1.72.2之間，原因是O2太少不利于NH3的轉(zhuǎn)化，而且讀圖可知，比值為2.2時NH3氧化率已近100%。點撥：本題考查煤的轉(zhuǎn)化及工業(yè)制備硝酸，考查考生分析問題、解決問題的能力。難度中等。6煤是重要的能

11、源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識，解答下列問題：（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。煤的液化技術(shù)又分為 和 。（2）在煤燃燒前需對煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為 ，第二步反應(yīng)的離子方程式為 。（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、 、 等。（4）濕式石灰石石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是：煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來，進(jìn)入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵，再經(jīng)過一個專門的熱交換器，然后進(jìn)入吸收塔，煙氣中的SO2與含有石灰石的漿液進(jìn)行氣液接觸，通入空氣后生成石膏，經(jīng)脫硫的煙氣，應(yīng)

12、用循環(huán)氣體加熱器進(jìn)行再加熱，進(jìn)入煙囪，排入大氣。寫出濕法石灰石石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2的原因是：_。上述過程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要來源于燃料煤)超過雜質(zhì)極限值，則石膏產(chǎn)品性能變壞。工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是_。（5）某化學(xué)興趣小組為了測定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO4·xH2O)即測定x值，做如下實驗：將石膏加熱使之脫水，加熱過程中固體的質(zhì)量與時間的變化關(guān)系如圖所示。數(shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。石膏的化學(xué)式為_。圖像中AB段對應(yīng)化合物的化學(xué)式為_?！敬鸢浮浚?）直接液化技術(shù)、間接液化技術(shù)

13、（2分）（2）2FeS2+7O2+2H2O4H+2Fe2+4SO42-（2分）、4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O（2分）（3）焦?fàn)t煤氣、粗氨水（煤焦油）（2分）（4）SO2+CaCO3CaSO3+CO2（1分）、2CaSO3+O22CaSO4（1分）用石灰石漿液的成本低（1分） 用水洗滌（1分）（5）CaSO3·2H2O（1分）2CaSO3·H2O（2分）【解析】試題分析：（1）煤的液化分為直接液化技術(shù)和間接液化技術(shù)。（2）第一步反應(yīng)中反應(yīng)物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2+和SO42-。其中鐵元素的化合價不變，S元素的化合價從1價升高到6價，因此1molF

14、eS2失去14mol電子。1mol氧氣只能得到4mol電子，所以根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒可配平，因此反應(yīng)的離子方程式為2FeS2+7O2+2H2O4H+2Fe2+4SO42-；Fe2+具有還原性，可被氧氣氧化為Fe3+，失去1個電子，因此根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒可知，第二步反應(yīng)的離子方程式為：4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。（3）煤在高溫下隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程是煤的干餾，工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油。（4）二氧化硫是酸性氧化物，與碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣與二氧化碳，反應(yīng)方程式為：SO2+CaCO3CaSO3+CO2。亞硫酸鈣具有還原性

15、，被空氣中的氧氣氧化生成CaSO4，反應(yīng)方程式為：2CaSO3+O22CaSO4。石灰石來源豐富，且成本低，因此用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2。（5）石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，由實驗數(shù)據(jù)知3.44g CaSO4xH2O完全分解得到無水CaSO42.72g，則生成水的質(zhì)量3.44g2.72g0.72g，所以CaSO4xH2OCaSO4+xH2O           136   18x    

16、       2.72 0.72即136:2.7218x:0.72解得x2所以石膏的化學(xué)式為CaSO42H2O由實驗數(shù)據(jù)知在AB段時石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO4是2.72g，物質(zhì)的量2.72g÷136g/mol0.02mol。H2O的質(zhì)量2.90g2.72g0.18g，物質(zhì)的量0.18g÷18g/mol0.01mol，所以此時其化學(xué)式可表示為2CaSO4H2O?？键c：考查煤的綜合應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、SO2的尾氣處理、硫酸鈣晶體分解的有關(guān)計算7（15分）為了減少煤燃燒對大氣造成的污染，

17、煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO2氣體的排放也是人類面臨的重大課題。煤綜合利用的一種途徑如下所示：（1）用如圖（1）小題圖所示裝置定量檢測過程產(chǎn)生的CO2（已知：煤粉燃燒過程中會產(chǎn)生SO2）B中預(yù)期的實驗現(xiàn)象是 ，D中的試劑是 。 （2）已知 C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2 (g) ； H1 = +131.3 kJ·mol-1 C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)；H2 = +90 kJ·mol-1 則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是 。 （3）用（3）小題圖裝置可以完成的轉(zhuǎn)化，

18、同時提高能量的利用率。其實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式主要是由 能轉(zhuǎn)化為 能，a的電極反應(yīng)式是 。（4）燃煤煙氣中的CO2可用稀氨水吸收，不僅可以減少CO2的排放，也可以生產(chǎn)化肥碳酸氫銨。假設(shè)該方 法每小時處理含CO2的體積分?jǐn)?shù)為11.2%的燃煤煙氣 1000 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，其中CO2的脫除效率為80%，則理論上每小時生產(chǎn)碳酸氫銨 kg?！敬鸢浮浚?）品紅溶液不變色，堿石灰；（2）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，H= -41.3KJ/mol；（3）化學(xué)，電，CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+；（4）316【解析】 試題分析：（1）煤粉燃燒過程中會產(chǎn)生SO2，SO2有還原性，KMnO4有強(qiáng)氧化性，SO2被氧化為硫酸，因此B中品紅溶液飽和褪色；D中的試劑是堿石灰，一防止空氣中的CO2進(jìn)入干擾實驗。（2）整理可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，H= -41.3KJ/mol；（3）其實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式主要是由化學(xué)能變?yōu)殡娔?。a的電極是通入燃料的電極，為負(fù)極，該電極的反應(yīng)式是CH3OCH3+3H2