迈向名师之化学星级题库选修5煤和石油的利用四星题

1、精品-迈向名师之星级题库-煤和石油的利用四星题1（15分）煤的液化是将煤进行深加工的重要工业过程，请结合下图回答相关问题（1）煤的液化是将煤转化为 的过程。（2）煤的液化分为两种分别是 和 ，上图中展示的是 。（3）该流程中将净化后的氢气和一氧化碳在催化剂的作用下合成 、 及化学品等，该过程中可以循环使用的是 。（4）这种煤的液化操作条件比较温和，几乎不依赖于煤的种类，关键是 的选择。【答案】液体燃料(2)直接液化、间接液化，间接液化(各2)烃类燃料、醇类燃料，H2和CO(各2)催化剂(1)【解析】试题分析：（1）煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料的过程。（2）煤在氢气

2、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；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成为间接液化，上图中展示的是间接液化。（3）根据图中氢气和一氧化碳的流程可知氢气和一氧化碳在催化剂的作用下合成烃类燃料、醇类燃料，H2和CO经过重整后可循环使用。（4）催化剂的选择在有机反应中起着至关重要的作用。考点：本题考查化学工艺流程的分析、煤的液化。 2鄂尔多斯市已探明煤炭储量1496亿多吨，约占全国总储量的1/6。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。

3、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为FeS2 Fe2+SO42-Fe3+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、 。（4）工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%，理论上rn(O2)/n(NH3) ，实际生产要将r值维持在1.72.2之间，原因是 。【答案】（1）直接液化技术 间接液化技术；（2）2FeS27O22H2O微生物4H2Fe24，4Fe2O

4、24H微生物4Fe32H2O；（3）焦炉煤气、粗氨水、煤焦油；（4）1.25，O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%。【解析】试题分析：（2）原理FeS2 Fe2+SO42-Fe3+遵循的是守恒规律，采用补充的书写方法：第一步 FeS2+ O2+ H2O 微生物 Fe2+ SO42-+ 。根据电荷守恒和原子守恒，将H写为H+。（4）从图中看出当氨氧化率达到100%，理论上rn(O2)/n(NH3)1.25，实际生产要将r值维持在1.72.2之间，原因是O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%。考点：煤化工化学技术的应用，转化率与反应计量的理

5、解。3煤和石油是重要的能源，也是化工生产的重要原料。(1)工业上分馏石油的设备是_，通过该设备制备出的液体燃油有_。(2)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是_。(3)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是_ _。(4)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为_、_。在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的SO2，该物质是_。石膏在工业生产中的用途是_(写出一种用途即可)。(5)煤经过_(填加工方法)可以得到炉煤气、煤焦油和焦炭。煤焦油经过_(填加工方法)可得到芳香族化合物。煤也可以用氢化法转化成燃油，氢化法

6、的本质是_。【答案】轻质油和气态烯烃(或碳原子数较少的烃)(3)酸雨、粉尘污染(答出一项即可)(4)SO2CaCO3 CaSO3CO22CaSO3O2=2CaSO4CaCO3、CaO、Ca(OH)2(填一种即可)医疗、建筑材料、模型等(填一种即可)(5)干馏分馏增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值【解析】(1)原油在分馏塔内加热，然后冷却，逐渐分馏出汽油、煤油和柴油等。(2)石油裂化及裂解的主要目的是获得碳原子数较少的烃。(3)煤燃烧产生的废气含有SO2等，会导致酸雨的形成，也会造成粉尘污染。(4)废气脱硫的反应主要包括石灰石与SO2的反应及CaSO3与O2的反应。煤燃烧时加入Ca

7、CO3、CaO、Ca(OH)2，可以减少SO2的产生。石膏可以用于医疗、建筑材料、模型等。(5)煤的干馏可以得到炉煤气、煤焦油和焦炭。煤焦油分馏可得到芳香族化合物。煤的氢化是为了增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值。4已知煤的近代结构模型如图所示。回答下列问题：(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得_的重要来源。(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的。从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的_、_等气体物质，造成严重的大气污染。(3)“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并芘的排放量也减少，同时节煤20%30%。“型煤”技术的原理是

8、利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其固硫过程_、_。(4)为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有_、_、_等。【答案】(1)芳香烃(2)SO2氮氧化物(3)CaCO3CaOCO22CaO2SO2O22CaSO4(4)干馏气化液化【解析】从煤的结构模型图可以看出，它是工业上芳香烃的重要来源；直接燃烧会产生SO2及氮氧化物而污染大气；石灰石固硫实际上是利用CaCO3分解产生的CaO结合SO2，在煤燃烧时生成CaSO4；煤的干馏、气化、液化等是对煤的综合利用的重要方法。5煤是重要的能源，也是生产化工产品的

9、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为FeS2Fe2SO42Fe3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、_。(4)工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%，理论上rn(O2)/n(NH3)_，实际生产要将r值维持在1.72.2之间，原因是_。【答案】(1)直接液化技术间

10、接液化技术(2)2FeS27O22H2O4H2Fe24SO424Fe2O24H4Fe32H2O(3)焦炉煤气、粗氨水、煤焦油(4)1.25O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%【解析】(4)根据反应方程式可知，氨氧化法制备硝酸时的反应是4NH35O2=4NO6H2O，故当氨氧化率达到100%，理论上n(O2)/n(NH3)5/41.25，实际生产中要将氧氨比值维持在1.72.2之间，原因是O2太少不利于NH3的转化，而且读图可知，比值为2.2时NH3氧化率已近100%。点拨：本题考查煤的转化及工业制备硝酸，考查考生分析问题、解决问题的能力。难度中等。6煤是重要的能源

11、，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

12、循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。写出湿法石灰石石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：_。用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是：_。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(CaSO4xH2O)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。石膏的化学式为_。图像中AB段对应化合物的化学式为_。【答案】（1）直接液化技术、间接液化技术（2分）（2）

13、2FeS2+7O2+2H2O4H+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）SO2+CaCO3CaSO3+CO2（1分）、2CaSO3+O22CaSO4（1分）用石灰石浆液的成本低（1分） 用水洗涤（1分）（5）CaSO32H2O（1分）2CaSO3H2O（2分）【解析】试题分析：（1）煤的液化分为直接液化技术和间接液化技术。（2）第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2+和SO42-。其中铁元素的化合价不变，S元素的化合价从1价升高到6价，因此1molFeS2失去14mol电子。1mol氧气

14、只能得到4mol电子，所以根据化合价升降总数相等以及原子守恒可配平，因此反应的离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O4H+2Fe2+4SO42-；Fe2+具有还原性，可被氧气氧化为Fe3+，失去1个电子，因此根据化合价升降总数相等以及原子守恒可知，第二步反应的离子方程式为：4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。（3）煤在高温下隔绝空气加强热使之分解的过程是煤的干馏，工业煤干馏得到的产品有焦炭、焦炉煤气、粗氨水、煤焦油。（4）二氧化硫是酸性氧化物，与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO2+CaCO3CaSO3+CO2。亚硫酸钙具有还原性，被空气中的氧气氧化生成CaSO4，反

15、应方程式为：2CaSO3+O22CaSO4。石灰石来源丰富，且成本低，因此用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2。（5）石膏加热分解减少的质量就是水的质量，由实验数据知3.44gCaSO4xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g，则生成水的质量3.44g2.72g0.72g，所以CaSO4xH2OCaSO4+xH2O 13618x 2.720.72即136:2.7218x:0.72解得x2所以石膏的化学式为CaSO42H2O由实验数据知在AB段时石膏的质量为2.90g，其中CaSO4是2.72g，物质的量2.72g136g/mol0.02mol。H2O的质量2.90g2.72g0

16、.18g，物质的量0.18g18g/mol0.01mol，所以此时其化学式可表示为2CaSO4H2O。考点：考查煤的综合应用、氧化还原反应方程式的书写、SO2的尾气处理、硫酸钙晶体分解的有关计算7（15分）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）用如图（1）小题图所示装置定量检测过程产生的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 = +131.3 kJ

17、mol-1 C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)；H2 = +90 kJmol-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 。 （3）用（3）小题图装置可以完成的转化，同时提高能量的利用率。其实现的能量转化形式主要是由 能转化为 能，a的电极反应式是 。（4）燃煤烟气中的CO2可用稀氨水吸收，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 1000 m3(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。【答案】（1）品红溶液不变色，碱石灰；（2）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，H= -41.3KJ/mol；（3）化学，电，CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+；（4）316【解析】 试题分析：（1）煤粉燃烧过程中会产生SO2，SO2有还原性，KMnO4有强氧化性，SO2被氧化为硫酸，因此B中品红溶液饱和褪色；D中的试剂是碱石灰，一防止空气中的CO2进入干扰实验。（2）整理可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，H= -41.3KJ/mol；（3）其实现的能量转化形式