煤的综合利用
1.煤的干馏和石油的分馏,两种变化在本质上的差别是( )
A.加热的温度不同
B.得到的产品不同
C.前者要隔绝空气,后者不必
D.干馏是化学变化,分馏是物理变化
解析:分馏:用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物,里面无新物质生成,属于物理过程。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热,使煤分解的过程,是化学变化。
答案:D
2.煤矿的矿井里为了防止瓦斯(主要成分甲烷)爆炸事故,应采取的安全措施是( )
A.通风并严禁烟火
B.进矿井前先用明火检查是否有甲烷
C.戴防毒面具
D.用大量水吸收甲烷
解析:煤矿的矿井里发生瓦斯(主要成分甲烷)爆炸事故的原因,是空气中的甲烷达到了一定浓度,并且遇到了明火。
答案:A
3.观察图,下列叙述错误的是( )
A.右图实验中发生了化学变化
B.液体X溶液的pH>7,液体Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色
D.试管A中产生浓的白烟
解析:煤的干馏是煤在隔绝空气下加强热的过程,它发生了复杂的物理、化学变化;煤的干馏产物有NH3生成,易溶于水而呈碱性,pH>7,同时干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体;干馏的气体产物中的H2、CO具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的C2H4可使溴水褪色。故选项A、B、C均正确,而D错误。
答案:D
4.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( )
A.石油裂解得到的汽油是纯净物
B.石油产品都可用于聚合反应
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
5
解析:石油裂解的目的是为了得到一些不饱和的短链烃,如乙烯、丙烯和丁二烯,是混合物。石油主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物,通过分馏直接得到的汽油主要由烷烃组成,不能发生聚合反应。水煤气的主要成分是CO和H2,它是通过煤的气化得到的气体燃料。
答案:C
5.三峡工程所提供的清洁、廉价、强劲、可再生的水电,相当于每年燃烧几百万吨原煤的火力发电厂产生的电能,因此三峡工程有助于控制( )
A.温室效应和酸雨 B.赤潮
C.白色污染 D.破坏臭氧层
解析:减少燃煤可减少二氧化碳和二氧化硫的排放。
答案:A
6.煤的综合利用可以获得洁净的燃料和化工原料。下列不属于煤的综合利用的是( )
A.煤的干馏 B.煤的液化
C.煤的气化 D.煤的燃烧
解析:煤的干馏、煤的液化、煤的气化都可以获得洁净的燃料及多种化工原料,它们都属于煤的综合利用;而煤的燃烧不属于煤的综合利用。
答案:D
7.下列描述不符合节能减排的是( )
A.大力发展火力发电,解决电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰水对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
解析:火力发电中燃料燃烧过程产生SO2、CO等污染空气,固体炉渣污染环境。
答案:A
8.利用合成气(H2+CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化,合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物。下列叙述中正确的是( )
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,可以得到不同产物 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从合成气出发生产液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
解析:以合成气为原料的反应不一定都是化合反应,①错;以合成气为原料的反应产物中可能有烯烃和水,这可通过题设条件来判断,⑤错。
答案:B
9.国家已规划建设从新疆至上海的天然气管道干线,实施“西气东输”。
(1)天然气的主要成分是 ,它是由动植物残体在隔绝空气的情况下,经 形成的。
(2)天然气既是高效能源,也可作基本化工原料,生产乙炔、氢气、氯甲烷、甲醇、甲醛等化工产品,请写出天然气的主要成分经隔绝空气、高温反应生成乙炔和炭黑的化学方程式: 。
5
(3)试通过计算说明,同样燃烧1 m3的水煤气(主要成分是CO和H2)和天然气,所需的氧气哪个多?
解析:天然气的主要成分是甲烷,它是由动植物残体在隔绝空气的情况下,经高温发酵后分解所得的。甲烷隔绝空气后,反应物是唯一的,产物也告诉了我们,那么将方程配平后即得化学方程式。1 mol CO和H2消耗的氧气均是0.5 mol,而1 mol CH4则需消耗2 mol O2,所以天然气需要氧气多。
答案:(1)甲烷 高温发酵后分解
(2)CH4C+2H2;2CH4C2H2+3H2
(3)1 mol水煤气完全燃烧消耗0.5 mol O2,1 mol CH4完全燃烧消耗2 mol O2,故天然气所需的氧气多。
10.煤是我国城乡居民普遍使用的一种家用能源。烟煤中含有硫化物(FeS2),其燃烧可产生SO2。设某40万人口的中等城市,设平均每人每天燃烧2 kg煤,假设某煤中FeS2的质量分数为5%,燃烧时有90%的硫转化为SO2,被排放到大气中,FeS2燃烧的反应式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,问:
(1)燃烧1 t煤可生产出多少千克SO2?
(2)该城市每年(按365天计算)将有多少吨SO2排放到大气中?
(3)下雨时测定雨水呈酸性,写出有关反应方程式: 。
(4)测定某雨水样品,每隔一定时间测定一次雨水的pH,发现pH逐渐变小,见下表,其原因是 。
测试时间/h
0
1
2
3
4
5
雨水pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
4.55
(5)简述这种雨水将给环境中生物和非生物造成哪些影响?
(6)你能提出两三项减轻这种危害的对策吗?
解析:(1)抓住元素守恒:=0.048 t=48 kg。
(2)每年排放的SO2为:4×105×2×10-3×365×0.048 t=14 016 t。
(4)空气中O2与雨水中的H2SO3作用生成强酸H2SO4。
答案:(1)48 kg
(2)14 016 t
(3)SO2+H2OH2SO3
(4)H2SO3被空气中O2氧化为强酸H2SO4:2H2SO3+O22H2SO4
5
(5)酸雨可腐蚀金属、建筑物,破坏植物,污染湖泊导致大量鱼类及其水产生物死亡。
(6)减轻这种自然危害的对策有:①变废为宝,可将SO2收集用于生产硫酸;②用烧碱溶液吸收SO2,反应方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O;③将SO2收集后溶于NaHCO3溶液产生CO2,可将CO2用于大棚蔬菜生产;④种植柳杉、垂柳、臭椿等可吸收SO2的植物;⑤减少煤的燃烧,使用清洁燃料。
11.已知煤的近代结构模型如图所示:
(1)从煤的结构模型来看,煤是工业上获得 烃的重要来源。
(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,在提供热量的同时会产生大量的 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。下列物质中适宜于作固硫剂的是 。
A.氯化钙 B.氧化钙
C.硫酸钙 D.氢氧化钙
(4)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。
(5)除上述的“型煤”技术外,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。
解析:(1)煤的结构中含有较多的苯环,隔绝空气给煤加强热可以使它分解,从而获得芳香烃。
(2)煤的结构中含有S和N,所以直接燃煤能产生SO2和氮氧化物,污染环境。
(3)煤燃烧产生SO2,固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐,所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙。固硫反应为:SO2+CaOCaSO3,2CaSO3+O22CaSO4;Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O,2CaSO3+O22CaSO4。
(4)若利用石灰石作固硫剂,则发生的反应可表示为:CaCO3CaO+CO2↑,2CaO+2SO2+O22CaSO4。
(5)此问正是本节选学主要内容之一:煤的干馏、气化和液化。
答案:(1)芳香
(2)二氧化硫、氮氧化物
(3)BD
5
(4)CaCO3CaO+CO2↑ 2CaO+2SO2+O22CaSO4
(5)煤的干馏 气化 液化
5
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