Question

石油和煤都是重要的能源和化工原料，如圖1是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分．

試用所學(xué)知識(shí)，解決下列問(wèn)題：
（1）柴油是由石油加工得到的重要產(chǎn)品，它在燃燒時(shí)往往冒黑煙，可能的原因是

 

（2）煤經(jīng)過(guò)干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油和焦炭等．煤焦油經(jīng)過(guò)

 

（填加工方法）可得到芳香族化合物．
（3）煤的直接液化是煤和適當(dāng)溶劑混合在高溫和

 

存在下與

 

作用生成液態(tài)燃料的過(guò)程．
（4）煤和石油等化石燃料燃燒排放的大量二氧化碳會(huì)引起全球氣候變暖．一種新的處理方法是將二氧化碳?xì)怏w通入含有長(zhǎng)石（地殼中最常見(jiàn)的礦石，含量高達(dá)60%）成分的水溶液里，其中一種反應(yīng)的化學(xué)方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O=KHCO₃+X↓+3SiO₂↓，則X的化學(xué)式為

 

．
（5）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)的原理如圖2所示：
FeS₂

在微生物作用下

O2/H2O

→Fe²⁺+SO₄^2-

在微生物作用下

O2/H+

→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

 

．
（6）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--空氣混合氣體中氧氨比的關(guān)系．其中直線表示反應(yīng)的理論值；曲線表示實(shí)際生產(chǎn)情況．當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上γ[n（O₂）/n（NH₃）]=

 

，實(shí)際生產(chǎn)將γ維持在1.7～2.2之間，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：煤的干餾和綜合利用,工業(yè)制取硝酸,石油的裂化和裂解

專題：

分析：（1）含碳物質(zhì)不充分燃燒會(huì)產(chǎn)生黑煙；
（2）芳香族化合物的沸點(diǎn)不同；
（3）煤的直接液化是煤在高溫和催化劑存在下與H₂O作用生成液體燃料的過(guò)程；
（4）據(jù)質(zhì)量守恒判斷x的化學(xué)式；
（5）根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及原子守恒來(lái)寫(xiě)離子方程式；
（6）根據(jù)氨氧化的化學(xué)方程式來(lái)分析；根據(jù)O₂濃度對(duì)平衡的影響．

解答： 解：（1）如果燃燒時(shí)氧氣不充足，會(huì)不完全燃燒，有碳顆粒生成，會(huì)有黑煙產(chǎn)生，故答案為：燃燒時(shí)氧氣不充足；
（2）從煤焦油中得到芳香族化合物常用分餾的方法制備，故答案為：分餾；
（3）煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與H₂O作用生成液體燃料的過(guò)程，故答案為：催化劑；水；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+X+3SiO₂↓和質(zhì)量守恒定律分析，反應(yīng)前K：1個(gè)，反應(yīng)后：1個(gè)，則x中不含K；反應(yīng)前Al：1個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)：1個(gè)，則x中含有一個(gè)Al，依此類推，x中還含有3個(gè)O，3個(gè)H，則X的化學(xué)式為 Al（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃；
（5）第一步反應(yīng)中反應(yīng)物有FeS₂、O₂和H₂O，生成物有Fe²⁺和SO₄^2-，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及原子守恒，反應(yīng)的離子方程式為：2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；Fe²⁺具有還原性，可被氧氣氧化為Fe³⁺，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及原子守恒，反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（6）由氨氧化的化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂

催化劑   .

高溫高壓

4NO+6H₂O，可知氨氧化率達(dá)到100%，理論上γ{n（O₂）/n（NH₃）}=

5

4

=1.25，故答案為：1.25；
O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值為2.2時(shí)NH₃氧化率已近100%，故答案為：O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值為2.2時(shí)NH₃氧化率已近100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查煤的綜合利用，涉及到氧化還原方程式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等，本題注意從題目中獲取信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答．