Question

【題目】目前，在研究新能源的前沿技術(shù)上，科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)的研究，把過多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益于人類的物質(zhì)。
（1）乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一，下列石油化工生產(chǎn)能提高乙烯的產(chǎn)量的是________。
A.蒸餾、分餾
B.催化裂化
C.催化裂解
D.催化重整
（2）下列說法不正確的是__________。
A.石油是混合物，分餾后得到的餾分是純凈物
B.煤隔絕空氣加強熱可以得到黑褐色油狀的煤焦油
C.煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑
D.從綠色化學(xué)角度考慮，以植物為主的生物質(zhì)資源，是未來的理想資源
（3）如果將CO2和H2以1∶4的比例混合，通入反應(yīng)器，在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)，可獲得一種重要的能源。請完成以下化學(xué)方程式：
CO2＋4H2→()＋2H2O
（4）若將CO2和H2以1∶3的比例混合，使之發(fā)生反應(yīng)生成某種重要的化工原料和水，該原料可能是________。
A.烷烴
B.烯烴
C.炔烴
D.芳香烴
（5）甲、乙、丙三個化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同：
原料— →CO(NH2)2
①甲廠以焦炭和水為原料；②乙廠以天然氣和水為原料；③丙廠以石腦油(主要成分為C5H12)和水為原料。按工業(yè)有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣H2和CO2的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH3(換算成H2的物質(zhì)的量)和CO2的物質(zhì)的量之比，則對原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最高？。
（6）請根據(jù)以上信息，設(shè)計工業(yè)合成尿素的條件。

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）A
（3）CH4
（4）B
（5）乙
（6）高壓、催化劑、適宜的溫度
【解析】(1)石油是由烷烴、環(huán)烷烴和少量的芳香烴形成的混合物，經(jīng)過蒸餾得到的產(chǎn)物一定是石油中含有的物質(zhì)，因為蒸餾是物理變化，若要在石油中得到乙烯，需對石油產(chǎn)品進行裂解，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后得到，乙烯產(chǎn)量的高低決定一個國家石油化工水平的高低。
(2)石油分餾得到的產(chǎn)物是一定溫度范圍的物質(zhì)，所以，分餾后的餾出物還是混合物；煤隔絕空氣加強熱可以得到固體的焦炭、黑褐色油狀的煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t煤氣；由于煤干餾后的產(chǎn)物中含有煤焦油和粗氨水，為了提高煤的燃燒效率，將煤氣化和液化，使煤變成清潔的能源；植物燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O，且CO2和H2O又能被植物吸收，經(jīng)過光合作用轉(zhuǎn)化成植物內(nèi)的糖類，符合綠色化學(xué)的思想。
(3)根據(jù)化學(xué)方程式的守恒原則，即可得到答案。
(4)借用(3)的思路，應(yīng)用原子守恒寫出反應(yīng)化學(xué)方程式為：CO2＋3H2→2H2O＋CH2 ， 其中分子式符合CH2的烴為烯烴，即2CO2＋6H2―→4H2O＋C2H4或3CO2＋9H2→6H2O＋C3H6。
(5)寫出生成尿素的化學(xué)方程式為CO2＋2NH3→CO(NH2)2＋H2O，又N2＋3H2 2NH3 ， 得到合成尿素的原料氣NH3(換算成H2的物質(zhì)的量)和CO2的物質(zhì)的量之比為3∶1，結(jié)合2CO＋O2=2CO2 ， 得出反應(yīng)生成的CO和H2的物質(zhì)的量比為1∶3時，合成得到較多的尿素，驗證后得到答案為乙廠。
本題考查石油和煤的綜合利用，題目難度中等，熟練掌握煤和石油化工是解題的關(guān)鍵。