题目内容

9.煤的综合利用对于改善大气质量和能源充分利用有重要的意义.
(1)下列说法正确的是abc(填序号).
a.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物
b.煤在燃烧过程中会生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等有害物质
c.可利用生石灰、熟石灰、石灰石等固硫剂使煤在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐
d.煤的干馏属于化学变化、煤的气化和液化都属于物理变化
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用氨水吸收生成正盐的离子方程式是H2S+2NH3•H2O═2NH4++S2-+2H2O.
(3)燃煤烟气的一种脱硫方案-火碱一石灰一石膏法流程图1如下.

①常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=6的NaHSO3溶液,该溶液中离子浓度的大小顺序是c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-).
②氢氧化钙与NaHSO3反应的化学方程式是Ca(OH)2+NaHSO3═CaSO3↓+NaOH+H2O.
(4)煤的间接液化法合成二甲醚的三步反应如下:
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1
①总反应热化学方程式:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4 kJ•mol-1;
②Y(Y1、Y2),X可分别代表压强或温度.如图2表示Y一定时,总反应中CO的平衡转化率随X的变化关系.判断Y1、Y2的大小关系,并简述理由:Y1<Y2,由3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)可知,压强增大,CO的平衡转化率增大,温度升高,CO的平衡转化率减小,所以
X代表压强,Y代表温度,压强一定时,温度越低平衡转化率越大..

分析 (1)a.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物;
b.从煤中含有的元素和不完全燃烧分析;
c.碳酸钙受热分解为氧化钙,二氧化硫是酸性氧化物,能与碱、碱性氧化发生反应;
d.煤的干馏、煤的气化和液化都属于化学变化;
(2)H2S用氨水吸收生成正盐硫化铵和水;
(3)①常温下,NaHSO3溶液的pH=6,NaHSO3溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度;
②氢氧化钙与NaHSO3反应生成沉淀亚硫酸钙、NaOH和水;
(4)①据盖斯定律由已知的热化学方程式乘以相应的数值进行加减,来构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的数值进行加减;
②3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H<0,正反应气体体积减小,通过分析升高温度和增大压强导致平衡的移动方向,通过CO的平衡转化率的变化判断X、Y.

解答 解:(1)a.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,主要含有C元素,故a正确;
b.煤中伴有硫元素和氮元素,不完全燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等有害物质,故b正确;
c.碳酸钙受热分解为氧化钙,二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钙、氧化钙发生反应生成亚硫酸钙,然后被氧气氧化生成稳定的硫酸盐,故c正确;
d.煤的干馏、煤的气化和液化都属于化学变化,故d错误;
故答案为:abc;
(2)H2S用氨水吸收生成正盐硫化铵和水,离子方程式为:H2S+2NH3•H2O═2NH4++S2-+2H2O;
故答案为:H2S+2NH3•H2O═2NH4++S2-+2H2O;
(3)①常温下,NaHSO3溶液的pH=6,NaHSO3溶液呈酸性,NaHSO3溶液中存在亚硫酸氢根的水解与电离,水解导致其呈碱性,电离导致其呈酸性,据此分析:电离程度大于水解程度,故离子浓度大小为:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-),
故答案为:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);
②氢氧化钙与NaHSO3反应生成沉淀亚硫酸钙、NaOH和水,化学方程式为Ca(OH)2+NaHSO3═CaSO3↓+NaOH+H2O,
故答案为:Ca(OH)2+NaHSO3═CaSO3↓+NaOH+H2O;
(4)①:①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律②+③+①×2得到3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4 kJ•mol-1,
故答案为:-246.4 kJ•mol-1;
②3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H<0,正反应气体体积减小,升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,增大压强,平衡正向移动,
CO的平衡转化率增大,因此X代表压强,Y代表温度;等压强条件下,温度越高,CO的平衡转化率越小,因此Y1<Y2,
故答案为:Y1<Y2,由3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)可知,压强增大,CO的平衡转化率增大,温度升高,CO的平衡转化率减小,所以X代表压强,Y代表温度,压强一定时,温度越低平衡转化率越大.

点评 本题考查较为综合,涉及煤的综合利用、化学(离子)方程式的书写、离子浓度的大小比较、反应热的计算和化学平衡的移动,题目难度中等,把握电离平衡、水解平衡等化学平衡及其因素为解答的关键,题目难度中等.

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