Question

石油和煤都是重要的能源和化工原料，如图1是煤化工产业链的一部分．

试用所学知识，解决下列问题：
（1）柴油是由石油加工得到的重要产品，它在燃烧时往往冒黑烟，可能的原因是

 

（2）煤经过干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭等．煤焦油经过

 

（填加工方法）可得到芳香族化合物．
（3）煤的直接液化是煤和适当溶剂混合在高温和

 

存在下与

 

作用生成液态燃料的过程．
（4）煤和石油等化石燃料燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖．一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石（地壳中最常见的矿石，含量高达60%）成分的水溶液里，其中一种反应的化学方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O=KHCO₃+X↓+3SiO₂↓，则X的化学式为

 

．
（5）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图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⁺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

 

．
（6）工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨--空气混合气体中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示实际生产情况．当氨氧化率达到100%，理论上γ[n（O₂）/n（NH₃）]=

 

，实际生产将γ维持在1.7～2.2之间，原因是

 

．

Answer 1

考点：煤的干馏和综合利用,工业制取硝酸,石油的裂化和裂解

专题：

分析：（1）含碳物质不充分燃烧会产生黑烟；
（2）芳香族化合物的沸点不同；
（3）煤的直接液化是煤在高温和催化剂存在下与H₂O作用生成液体燃料的过程；
（4）据质量守恒判断x的化学式；
（5）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来写离子方程式；
（6）根据氨氧化的化学方程式来分析；根据O₂浓度对平衡的影响．

解答： 解：（1）如果燃烧时氧气不充足，会不完全燃烧，有碳颗粒生成，会有黑烟产生，故答案为：燃烧时氧气不充足；
（2）从煤焦油中得到芳香族化合物常用分馏的方法制备，故答案为：分馏；
（3）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与H₂O作用生成液体燃料的过程，故答案为：催化剂；水；
（4）根据化学方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+X+3SiO₂↓和质量守恒定律分析，反应前K：1个，反应后：1个，则x中不含K；反应前Al：1个，反应后应：1个，则x中含有一个Al，依此类推，x中还含有3个O，3个H，则X的化学式为 Al（OH）₃，故答案为：Al（OH）₃；
（5）第一步反应中反应物有FeS₂、O₂和H₂O，生成物有Fe²⁺和SO₄^2-，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应的离子方程式为：2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；Fe²⁺具有还原性，可被氧气氧化为Fe³⁺，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应的离子方程式为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（6）由氨氧化的化学方程式：4NH₃+5O₂

催化剂   .

高温高压

4NO+6H₂O，可知氨氧化率达到100%，理论上γ{n（O₂）/n（NH₃）}=

5

4

=1.25，故答案为：1.25；
O₂浓度太少不利于NH₃的转化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值为2.2时NH₃氧化率已近100%，故答案为：O₂浓度太少不利于NH₃的转化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值为2.2时NH₃氧化率已近100%．

点评：本题考查煤的综合利用，涉及到氧化还原方程式的书写，题目难度中等，本题注意从题目中获取信息，结合物质的性质解答．