目前,在研究新能源的前沿技术上,科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。
(1)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一,下列石油化工生产能提高乙烯的产量的是________。
A.蒸馏、分馏 B.催化裂化
C.催化裂解 D.催化重整
(2)下列说法不正确的是__________。
A.石油是混合物,分馏后得到的馏分是纯净物
B.煤隔绝空气加强热可以得到黑褐色油状的煤焦油
C.煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径
D.从绿色化学角度考虑,以植物为主的生物质资源,是未来的理想资源
(3)如果将CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式:
CO2+4H2―→(__________)+2H2O
(4)若将CO2和H2以1∶3的比例混合,使之发生反应生成某种重要的化工原料和水,该原料可能是________。
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.芳香烃
(5)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:
原料—→CO(NH2)2
①甲厂以焦炭和水为原料;②乙厂以天然气和水为原料;③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?________。
(6)请根据以上信息,设计工业合成尿素的条件_________________________。
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。
①废气脱硫过程中,主要反应的化学方程式为__________________________、__________________________。
②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_________________________。
③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,氢化法的本质是___________________________。
气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤的气化的主要反应是:C+H2O(g)CO+H2,CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气,研究由CO、H2合成有机物的化学称为一碳化学。下图是合成某些物质的路线图:
其中,D易溶于水,且与CH3COOH互为同分异构体,F分子中的碳原子数是D中的3倍,H经催化氧化可得到G。请回答下列问题:
(1)写出下列物质的结构简式:A: ,H: ,指出A和H的关系 。
(2)利用合成气(H2+CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化,合成气也可合成醛、酸、酯等多种产物,下列表述正确的是 。
①以合成气为原料的反应都是化合反应
②改变合成气中CO与H2的体积比,可得到不同的产物
③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成
④从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径
⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水
A.①②④ | B.②③④ | C.②④⑤ | D.③④⑤ |
(3)写出下列反应的化学方程式:
①CH3COOH+E―→F:____________________________________________。
②D与新制氢氧化铜悬浊液加热:___________________________________。
将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
请你根据上述信息回答下列问题:
(1)煤是一种成分复杂的混合物,其中除含碳、氢元素外,还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染,写出煤燃烧产生的两种污染: ,将石灰石粉与煤粉混合,可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染,写出该反应的化学方程式:____________________
(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式:____________________________。
(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。
甲同学:1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量,所以煤燃烧时加入少量水,可以使煤燃烧放出更多的热量。
乙同学:根据下面的物质与能量循环,将煤炭转化为水煤气,再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同,而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗,故煤炭转化为水煤气得不偿失。
C(s)+H2O(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)
CO(g)+O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+ O2(g)
请你评价两位同学的理解:
①甲同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是______________________________________。
②乙同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是_____________________________________。
随着全球性石油危机的来临,使许多国家关注用煤代替石油的研究,科学家发现在443~473 K的温度下,用Co作催化剂,水煤气(主要成分是CO和H2)可以生成碳原子数5~8之间的烷烃,这是用煤合成汽油的方法之一。
(1)用煤合成汽油CnH2n+2的有关反应方程式是
_________________________________________________________________;
(2)要达到合成上述汽油的要求,CO和H2的体积比的取值范围是 。
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____________。
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[α]芘的排放量也减少,同时节煤20%~30%。“型煤”技术的原理是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。
Ⅰ.如图是石油分馏塔的示意图。a、b、c三种馏分中________
A.a的沸点最高 |
B.b的熔点最低 |
C.c的平均相对分子质量最大 |
D.每一种馏分都是纯净物 |
Ⅱ.裂化汽油中除含有C6~C11的烷烃外,还含有C5~C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物,实验步骤为:
(1)先逐滴加入________,振荡,如果看到______,则证明有________存在。
(2)继续逐滴加入________至________为止,静置,用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品,再加入________振荡,如果看到________,则证明裂化汽油中有________存在。
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。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FeS2Fe2++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r[n(O2)/n(NH3)]=________,实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间,原因是__________________________________________。
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。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_________________。
煤是重要的能源,也是化工生产的重要原料。
(1)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_____________。
(2)下图是对煤矿燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。
①废气脱硫过程中,主要反应的化学方程式为______________、_____________;
②在煤矿中直接添加一种物质,可有效减少煤矿燃烧产生的SO2,该物质是___________;
③石膏的工业生产中的用途是_________________(写出一种用途即可)。
(3)煤经过___________(填加工方法)可以得到焦炉煤气、煤矿焦油和焦炭。煤焦油经过_______(填加工方法)可得到芳得族化合物。煤矿也可以用氢化法转化燃油,氢化法的本质是__________________。
21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流,新研制的某汽油燃料电池的一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,用NaOH溶液作电解质溶液。填写下列空格。
(1)汽油_____________(选填“有”或“没有” )固定的熔沸点。炼制汽油的原料是石油,工业上生产汽油的常用方法是 。(填序号)
①分馏 ②干馏 ③裂化 ④聚合
(2)汽油中有一种烃的成分为,它的分子式是 ,名称是 。
(3)汽油燃料电池的能量转换形式是将 能直接转化为 能。通入空气的那个电极是燃料电池 极(选填“正”或“负”)。若汽油的组成用上述烃的分子式表示,则负极的电极反应式为 。
石油化工专家闵恩泽院士获2007年度国家最高科学技术奖,他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者,他研制的多种石油炼制催化剂极大地降低了我国石油化工产品的成本。
(1)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是 。
(2)“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上,通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2=C(CH3)COOCH3,该不饱和脂肪链烃的分子式为 。
(3)下图表示石油炼制中某一反应进行过程中能量(单位为kJ/mol)的变化示意图。则石油炼制中的该反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂,探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能。
①该探究实验的检测装置中选择的检测试剂是 。
②从安全的角度考虑,本实验尾气处理的方法是 。