题目内容

8．煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料．
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术．煤的液化技术又分为直接液化技术和间接液化技术．
（2）煤制油是一项新兴的、科技含量较高的煤化工技术，发展煤制油对我国而言具有重大意义．下列是煤制汽油和丙烯的主要工艺流程图．

①为了提高原料利用率，上述工艺中应控制合成气中V（CO）：V（H2）=1：2．
②采用MTG法生产的汽油中，均四甲苯（1，2，4，5-四甲基苯）质量分数约占4%～7%，均四甲苯的结构简式为：．
（3）利用煤的气化技术可获得合成氨的原料氢气，在制取原料气的过程中常混有一些杂质，其中某些杂质会使催化剂中毒，必须除去．
①写出除去H2S杂质的反应方程式NH3•H2O+H2S=NH4HS+H2O．
②欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知850℃时该反应的平衡常数K=1，若要使CO的转化率超过90%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于9：1．
（4）煤做能源在燃烧前需对煤进行脱硫处理．煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

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2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-，第二步反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O．

分析 （1）煤的液化分为直接液化和间接液化；
（2）①写出反应的方程式，根据方程式计算；
②根据名称可写出结构简式；
（3）含有的杂质会使催化剂中毒；
①根据氢气是中性气体，而H2S是酸性气体来分析除杂试剂；
②根据平衡常数用三段式法计算．
（4）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来写离子方程式；

解答 解：（1）煤的液化分为直接液化和间接液化，煤的直接液化是将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法，煤的间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术，故答案为：直接液化技术；间接液化技术；
（2）①合成甲醇的方程式为CO+2H2→CH3OH，由方程式可知上述工艺中应控制合成气中V（CO）：V（H2）=1：2，
故答案为：1：2；
②根据名称可知均四甲苯的结构简式为，故答案为：；

（3）含有的杂质会使催化剂失效，即催化剂中毒，故答案为：中毒；
①根据氢气是中性气体，而H2S是酸性气体可知，可用氨水来做除杂试剂，反应为：NH3•H2O+H2S=NH4HS+H2O，故答案为：NH3•H2O+H2S=NH4HS+H2O；
②设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，
     CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始   x      y        0       0
变化  0.9x   0.9x     0.9x     0.9x
平衡  0.1x  y-0.9x    0.9x     0.9x
根据平衡常数列式：$\frac{（0.9x）^{2}}{0.1x（y-0.9x）}$=1，
解得：$\frac{y}{x}$=9：1．故此只要此值大于9：1，转化率就会超过90%．
故答案为：9：1．
（4）第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2+和SO42-，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++4SO42-；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++4SO42-；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O．

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．

练习册系列答案
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