中考化学二轮复习工艺流程题型专题04 能源的利用和开发（含解析）

专题4能源的利用和开发1．（2019·甘肃平凉）以空气等为原料合成尿素[CO（NH2）2]的流程（部分产物略去），如下图所示。下列说法不正确的是（）A．X是N2 B．分离空气属于物理变化C．尿素属于氮肥 D．煤与氧气的反应吸收热量【答案】D【解析】A、由于空气主要含氮气和氧气，所以X为氮气，化学式为N2，故不符合题意；B.分离液态空气没有产生新物质，属于物理变化，故不符合题意；C.尿素含有氮元素，属于氮肥，故不符合题意；D.煤与氧气反应是一个燃烧反应，是放热反应，故符合题意。2．(2019·江苏淮安)“化学链燃烧”技术是目前能源领域研究的热点之一。氧化镍（NiO）作载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示：

相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是（）A．能量损耗少、利用率高B．较安全，减少爆炸风险C．消耗等质量甲烷，参加反应氧气较少D．有利于分离和回收较纯净的二氧化碳【答案】C【解析】相比直接燃烧甲烷，“化学链燃烧”技术在燃料发生器内利用载体与甲烷反应释放能量，减少燃烧热量的损耗，能量损耗少，利用率高，A正确；该技术燃料发生器内是气体与固体载体间的反应，较安全，减少了爆炸的风险，B正确；消耗等质量的甲烷，则不论直接燃烧还是“化学链燃烧”技术，将产生相同质量的CO2和H2O，即参加反应的氧气质量相同，C错误；该过程在空气反应器内将氮气除去，在燃料发生器内产生的CO2可较方便分离且纯度高，D正确。3．（2019·贵港）氢能是最理想的能源.下图是制取与贮存氢气的一种方法.请回答下列问题:(1)ZnFe2O4在循环制氢体系的总反应中起___________作用，其中铁元素的化合价为______。(2)反应③的化学方程式为_______________。【答案】（1）催化+3（2）3H2+2Mg2Cu3MgH2+MgCu2【解析】（1）ZnFe2O4在循环制氢体系中，在反应①中ZnFe2O4分解为氧化锌、四氧化三铁，反应②氧化锌、四氧化三铁和水要生成ZnFe2O4确定在整个过程中，性质、质量不变，故为催化剂；根据化合物中元素化合价的代数和为零，设铁元素化合价为x，则（+2）x2+x+(-2)x4=0,x=+3。（2）从图中看出，反应是氢气和Mg2Cu，生成MgH2和MgCu2，故为化学方程式为3H2+2Mg2Cu3MgH2+MgCu2。4．控制化学反应的条件可以促进或抑制化学反应，更好地使化学反应为人类造福。如图是科学家正在研究的二氧化碳循环利用技术：①二氧化碳与氢气在催化剂、高温条件下，除生成甲醇（CH4O）外，还生成一种常温下为液态的化合物，写出反应的化学方程式；②尿素[CO（NH2）2]对提高粮食产量具有重要的作用．人们控制条件可以使CO2和物质X发生反应：CO2+2X═CO（NH2）2+H2O，物质X的化学式为。【答案】①CO2+3H2CH4O+H2O ②NH3【解析】①根据信息：二氧化碳与氢气在催化剂、高温条件下，除生成甲醇（CH4O）外，还生成一种常温下为液态的化合物，根据元素守恒，该物质即为水，化学方程式为：CO2+3H2CH4O+H2O。②根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前C、O原子个数是1、2；反应后C、O、N、H原子个数是1、2、2、6，故物质x的化学式为NH3。5．（2019·常州）我国煤炭资源丰富。目前人们除了将煤作为燃料外，更是重要的化工原料。工业上以煤和空气为原料生产尿素［CO(NH2)2]的一种流程如下：（1）从液态空气中分离出N2的过程属于____________（填“物理”或“化学”）变化。（2）在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎，这样做的目的是______________________________。（3）水煤气在铜催化下实现CO的转化：CO＋H2OCO2＋X，其中X的化学式为________。（4）上述流程中合成尿素的同时还有水生成，该反应的化学方程式为_________________________。（5）实际生产中，N2和H2不可能全部化为NH3。上述流程中可以环利用的物质有_______________。一定条件（6）以CO2和H2为原料还可合成液体燃料乙醇（C2H6O），该过程可用化学方程式表示为：一定条件2CO2＋6H2=========C2H6O+3H2O。已知：每克燃料完全燃烧数出的热量叫做热值。物质煤乙醇热值/kJ·g-1约3330若将含12g的碳的煤为原料合成的乙醇完全燃烧。理论上最多可放出_________kJ的热量，从而提高了煤的利用效率。【答案】（1）物理变化（2）增大与水蒸气的接触面积使反应更快更充分（3）H2CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O（5）H2O、N2、H2（6）294kJ【解析】（1）若先将空气液化，然后从中分离出氮气，过程中没有新物质生成，属于物理变化；（2）将煤块粉碎成煤粉，其目的是增大与水蒸气的接触面积使反应更快更充分；（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，反应前原子的种类和数目分别为：C:1,O:2,H:2,反应后原子的种类和数目分别为：C:1,O:2,则X分子中含有2个氢原子，物质X为氢气，其化学式为H2；（4）从流程图中可以看出二氧化碳和氨气在一定条件下能生成尿素和水，反应的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O；（5）从流程图中可以看出整个过程中H2O、N2、H2三种物质既参与反应又能不断的生成，故可以循环使用；（6）12g的碳的煤合成的乙醇的质量为：12g÷SKIPIF1<0=23g，释放出的热量为23g×30kJ·g-1=690kJ,12g的碳的煤完全燃烧释放的热量为：12g×33kJ·g-1=396kJ，故多释放出的热量为：690kJ-396kJ=294kJ。6．煤是社会生产、生活中最重要的能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁能源．煤气化和液化流程示意图如下：（1）第①步操作发生的是（填“物理”或“化学”）变化．（2）第②步是精炼煤与水蒸气的反应，化学方程式为．（3）第③步反应的基本类型属于．（4）④是含硫化合物洗液经过提炼后，用来制硫酸的过程．则其中X的化学式为．写出第⑤步反应的化学方程式．（5）从“绿色化学”的角度分析，“煤的汽化和煤的液化”生产流程的优点．【答案】（1）物理 （2）C+H2O（气）CO+H2 （3）化合反应（4）SO3；SO3+H2O═H2SO4；（5）原料全部被产品消纳，实现“零排放”【解析】（1）第①步操作中没有新物质生成，发生的是物理变化。（2）第②步是精炼煤与水蒸气的反应，在高温条件下生成了氢气和一氧化碳．反应化学方程式为：C+H2O（气）CO+H2。（3）第③步反应是氢气和一氧化碳在催化剂的作用下生成了甲醇，由两种物质生成了一种物质，属于化合反应。（4）SO2进一步氧化得到X，X与水反应得到H2SO4，则X是三氧化硫，三氧化硫的化学式为SO3．三氧化硫和水反应生成硫酸，反应的方程式为：SO3+H2O＝H2SO4。（5）从“绿色化学”的角度分析，“煤的气化和煤的液化”生产流程的优点是：原料全部转化为产品或实现“零排放”，不对环境造成污染。7．（2019·长春）研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图所示)回答下列问题:(1)S03和H2S04的化合价均为________________.(2)反应④为化合反应，该反应的化学方程式为__________________.(3)根据图示判断，下列说法正确的是A．雾霾的形成只与燃料的燃烧直接产生的颗粒物有关B．使用清洁燃料，减少SO2和NO的排放，有利于减少雾霾的产生【答案】(1)+6(2)H2SO4+2NH3=====(NH4)2SO4(3)B【解析】（1）根据化合物中元素化合价的代数和为零,设S03中S的化合价为x，H2S04中S的化合价为y则x+(-2)x3=0y+2+(-2)x4=0解得x=+6，y=+6。(2)反应④为化合反应，该反应的化学方程式为H2SO4+2NH3=====(NH4)2SO4。(3)根据图示判断，颗粒物除燃料燃烧直接产生外，还有无机颗粒物；减少二氧化硫和二氧化氮的排放利于减少无级颗粒物排放,故B正确。8．（2019·烟台）我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆（由煤和水混合而成）制备氢气的生产工艺如下图流程一所示。【流程一】制备氢气。

（1）气化器中发生的主要反应为：Ⅰ.SKIPIF1<0；Ⅱ.SKIPIF1<0，其中属于置换反应的是（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），反应Ⅱ中发生还原反应的物质。（2）重整器的作用是。重整器中发生反应的化学方程式是。

（3）该流程中可以循环使用的物质是。【流程二】为充分利用流程一产生的高纯度二氧化碳，该实验室又设计了如图中流程二所示的两种工艺分别制备尿素和乙二醇。

（1）在高温高压下，CO2和NH3可以合成尿素[CO（NH2）2]，同时生成水，该反应的化学方程式为。尿素属于化肥中的肥，能使作物枝叶繁茂。

（2）以CO和H2为原料生产乙二醇（C2H6O2）时，按照“绿色化学”原则，应调节原料中CO和H2的分子个数比为。【答案】（1）IH2O

（2）分离CO2和H2，得到纯净的氢气Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

（3）氧化钙

【流程二】（1）SKIPIF1<0氮（2）2:3【解析】【流程一】（1）置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应，以及氧化剂发生的还原反应，所以属于置换反应的是I，反应Ⅱ中发生还原反应的物质是H2O。（2）重整器的作用是分离CO2和H2，得到纯净的氢气，重整器中氧化钙与水生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。（3）既是反应