题目内容
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，分馏后的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：
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______．
【答案】分析：（1）A．石油分馏主要得到粗石油、轻油、煤油及重油等；
B．催化裂化主要是提高汽油的产量；
C．催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料；
D．催化重整主要是提高苯及其同系物就是所谓的芳香烃的产量．
（2）A．由多种物质组成的物质，如果是由分子构成时由多种分子构成的是混合物；
B．如果把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解成焦炭、煤焦油、焦炉气；
C．气体和液体比固体燃烧效率高；
D．绿色化学要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中，原子的利用率100%．
（3）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后原子的种类和数目不变．可知在化学反应方程式中，反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同．由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式；
（4）化学变化中，变化前后原子种类、个数不变；根据CO2和H2混合气体发生反应的分子数比1：3及生成水的组成与分子构成，结合选项所传递的关于化工原料由C、H元素组成的信息，推断生成的化工原料的分子中C、H原子的个数比；
（5）用原料所制得的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，原料的利用率最高；
（6）正反应是物质的量减小的反应，故增大压强能减小使平衡向正反应方向移动，且反应速率增大；
解答：解：（1）A．石油分馏主要得到粗石油、轻油、煤油及重油等，故A错误； B．催化裂化以生产汽油、煤油和柴油等轻质油品的目的，故B错误；
C．催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料，故C正确；
D．催化重整主要是提高苯及其同系物就是所谓的芳香烃的产量，故D错误．
故选C；
（2）A．石油分馏主要得到粗石油、轻油、煤油及重油等，是混合物，故A错误；
B．煤隔绝空气加强热得到油状液体是煤焦油，故B正确；
C．煤的气化和液化能提高煤的燃烧效率，减少污染物的排放，故C正确；
D．以植物为主的生物质资源，无污染，是未来的理想资源，故D正确．
故选A；
（3）根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在X中含有4个H和1个C，故答案为：CH4；
（4）由反应物CO2和H2混合在一定条件下以1：3（分子数比）比例发生反应，可判断混合气体中C、H原子个数比为1：6；又由于反应后生成水，即有H原子与O原子化合成水分子；而在四个选项中的物质中都不含O元素，可判断1个CO2分子中的2个O原子应与4个H原子结合成2个水分子，即混合气体中的1个C原子应与2个H原子化合成化工原料；
通过以上分析，可得出化工原料中C、H原子个数比应为1：2；而在CH4中C、H原子个数比为1：4，在C2H2中C、H原子个数比为1：1，在C2H4中C、H原子个数比为1：2，在C2H6中C、H原子个数比为1：3；故选B；
（5）NH3（换算成H2的物质的量）和CO2的物质的量之比为2：1合成尿素，即H2和CO2的物质的量之比为
：1=3：1．
甲厂以焦炭和水为原料，C+2H2O
CO2+2H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为2：1．
乙厂以天然气和水为原料，CH4+2H2O
CO2+4H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为2：1．
丙厂以乙烯和水为原料，C2H4+4H2O
2CO2+6H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为3：1，
故答案为：丙；
（6）根据
，正反应是物质的量减小的反应，故增大压强能减小使平衡向正反应方向移动，且反应速率增大，故合成尿素的条件：高压、催化剂、适宜的温度，
故答案为：高压、催化剂、适宜的温度；
点评：本题考查学生利用化学反应方程式和质量守恒定律来推断物质的化学式，守恒方法是解答本题的常用方法，学生应熟悉元素守恒、原子守恒来解答此类习题．
B．催化裂化主要是提高汽油的产量；
C．催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料；
D．催化重整主要是提高苯及其同系物就是所谓的芳香烃的产量．
（2）A．由多种物质组成的物质，如果是由分子构成时由多种分子构成的是混合物；
B．如果把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解成焦炭、煤焦油、焦炉气；
C．气体和液体比固体燃烧效率高；
D．绿色化学要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中，原子的利用率100%．
（3）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后原子的种类和数目不变．可知在化学反应方程式中，反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同．由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式；
（4）化学变化中，变化前后原子种类、个数不变；根据CO2和H2混合气体发生反应的分子数比1：3及生成水的组成与分子构成，结合选项所传递的关于化工原料由C、H元素组成的信息，推断生成的化工原料的分子中C、H原子的个数比；
（5）用原料所制得的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，原料的利用率最高；
（6）正反应是物质的量减小的反应，故增大压强能减小使平衡向正反应方向移动，且反应速率增大；
解答：解：（1）A．石油分馏主要得到粗石油、轻油、煤油及重油等，故A错误； B．催化裂化以生产汽油、煤油和柴油等轻质油品的目的，故B错误；
C．催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料，故C正确；
D．催化重整主要是提高苯及其同系物就是所谓的芳香烃的产量，故D错误．
故选C；
（2）A．石油分馏主要得到粗石油、轻油、煤油及重油等，是混合物，故A错误；
B．煤隔绝空气加强热得到油状液体是煤焦油，故B正确；
C．煤的气化和液化能提高煤的燃烧效率，减少污染物的排放，故C正确；
D．以植物为主的生物质资源，无污染，是未来的理想资源，故D正确．
故选A；
（3）根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在X中含有4个H和1个C，故答案为：CH4；
（4）由反应物CO2和H2混合在一定条件下以1：3（分子数比）比例发生反应，可判断混合气体中C、H原子个数比为1：6；又由于反应后生成水，即有H原子与O原子化合成水分子；而在四个选项中的物质中都不含O元素，可判断1个CO2分子中的2个O原子应与4个H原子结合成2个水分子，即混合气体中的1个C原子应与2个H原子化合成化工原料；
通过以上分析，可得出化工原料中C、H原子个数比应为1：2；而在CH4中C、H原子个数比为1：4，在C2H2中C、H原子个数比为1：1，在C2H4中C、H原子个数比为1：2，在C2H6中C、H原子个数比为1：3；故选B；
（5）NH3（换算成H2的物质的量）和CO2的物质的量之比为2：1合成尿素，即H2和CO2的物质的量之比为
：1=3：1．甲厂以焦炭和水为原料，C+2H2O
CO2+2H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为2：1．乙厂以天然气和水为原料，CH4+2H2O
CO2+4H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为2：1．丙厂以乙烯和水为原料，C2H4+4H2O
2CO2+6H2，生成的H2和CO2的物质的量之比为3：1，故答案为：丙；
（6）根据
，正反应是物质的量减小的反应，故增大压强能减小使平衡向正反应方向移动，且反应速率增大，故合成尿素的条件：高压、催化剂、适宜的温度，故答案为：高压、催化剂、适宜的温度；
点评：本题考查学生利用化学反应方程式和质量守恒定律来推断物质的化学式，守恒方法是解答本题的常用方法，学生应熟悉元素守恒、原子守恒来解答此类习题．
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