邁向名師之化學(xué)星級(jí)題庫(kù)選修5煤和石油的利用四星題

1、精品-邁向名師之星級(jí)題庫(kù)-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(guò)程，請(qǐng)結(jié)合下圖回答相關(guān)問(wèn)題（1）煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為 的過(guò)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(guò)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。【答案】液體燃料(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(guò)化學(xué)加工過(guò)程，使其轉(zhuǎn)化成為液體燃料的過(guò)程。（2）煤在氫氣

2、和催化劑作用下，通過(guò)加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過(guò)程稱為直接液化；以煤為原料，先氣化制成合成氣，然后，通過(guò)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(guò)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?dú)錃夂鸵谎趸荚诖呋瘎┑淖饔孟潞铣蔁N類燃料、醇類燃料，H2和CO經(jīng)過(guò)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(diǎn)：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?jī)?chǔ)量1496億多噸，約占全國(guó)總儲(chǔ)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(shí)，解答下列問(wèn)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(duì)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(shí)際情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上rn(O2)/n(NH3) ，實(shí)際生產(chǎn)要將r值維持在1.72.2之間，原因是 ?！敬鸢浮浚?）直接液化技術(shù) 間接液化技術(shù)；（2）2FeS27O22H2O微生物4H2Fe24，4Fe2O

4、24H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(shí)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(shū)寫(xiě)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(xiě)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(shí)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(shí)NH3氧化率已近100%?？键c(diǎn)：煤化工化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)計(jì)量的理

5、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(guò)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(wèn)題是_ _。(4)下圖是對(duì)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(guò)程中，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)、_。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(xiě)出一種用途即可)。(5)煤經(jīng)過(guò)_(填加工方法)可以得到爐煤氣、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)過(guò)_(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，氫化法

6、的本質(zhì)是_。【答案】輕質(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(xiàng)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(huì)導(dǎo)致酸雨的形成，也會(huì)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(shí)加入Ca

7、CO3、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?wèn)題：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，煤是工業(yè)上獲得_的重要來(lái)源。(2)我國(guó)大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，在提供熱量的同時(shí)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(shí)節(jié)煤20%30%。“型煤”技術(shù)的原理是

8、利用固硫劑在燃燒過(guò)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(guò)程_、_。(4)為了解決煤燃燒所造成的污染問(wèn)題和提高煤的利用價(jià)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(lái)源；直接燃燒會(huì)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(shí)生成CaSO4；煤的干餾、氣化、液化等是對(duì)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)品的

9、重要原料。試用所學(xué)知識(shí)，解答下列問(wèn)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_(kāi)和_。(2)在煤燃燒前需對(duì)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_(kāi)，第二步反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(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(shí)際情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上rn(O2)/n(NH3)_，實(shí)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)間

10、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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)NH3氧化率已近100%。點(diǎn)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。難度中等。6煤是重要的能源

11、，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識(shí)，解答下列問(wèn)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(duì)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(lái)，進(jìn)入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵，再經(jīng)過(guò)一個(gè)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)用

12、循環(huán)氣體加熱器進(jìn)行再加熱，進(jìn)入煙囪，排入大氣。寫(xiě)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(guò)程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要來(lái)源于燃料煤)超過(guò)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(cè)定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO4xH2O)即測(cè)定x值，做如下實(shí)驗(yàn)：將石膏加熱使之脫水，加熱過(guò)程中固體的質(zhì)量與時(shí)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_(kāi)。圖像中AB段對(duì)應(yīng)化合物的化學(xué)式為_(kāi)?！敬鸢浮浚?）直接液化技術(shù)、間接液化技術(shù)（2分）（2）

13、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）CaSO32H2O（1分）2CaSO3H2O（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(jià)不變，S元素的化合價(jià)從1價(jià)升高到6價(jià)，因此1molFeS2失去14mol電子。1mol氧氣

14、只能得到4mol電子，所以根據(jù)化合價(jià)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(gè)電子，因此根據(jù)化合價(jià)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(guò)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，被空氣中的氧氣氧化生成CaSO4，反

15、應(yīng)方程式為：2CaSO3+O22CaSO4。石灰石來(lái)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知3.44gCaSO4xH2O完全分解得到無(wú)水CaSO42.72g，則生成水的質(zhì)量3.44g2.72g0.72g，所以CaSO4xH2OCaSO4+xH2O 13618x 2.720.72即136:2.7218x:0.72解得x2所以石膏的化學(xué)式為CaSO42H2O由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知在AB段時(shí)石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO4是2.72g，物質(zhì)的量2.72g136g/mol0.02mol。H2O的質(zhì)量2.90g2.72g0

16、.18g，物質(zhì)的量0.18g18g/mol0.01mol，所以此時(shí)其化學(xué)式可表示為2CaSO4H2O?？键c(diǎn)：考查煤的綜合應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、SO2的尾氣處理、硫酸鈣晶體分解的有關(guān)計(jì)算7（15分）為了減少煤燃燒對(duì)大氣造成的污染，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(cè)過(guò)程產(chǎn)生的CO2（已知：煤粉燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生SO2）B中預(yù)期的實(shí)驗(yàn)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

17、mol-1 C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)；H2 = +90 kJmol-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，同時(shí)提高能量的利用率。其實(shí)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(shí)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(shí)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(guò)程中會(huì)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(shí)驗(yàn)。（2）整理可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，H= -41.3KJ/mol；（3）其實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式