Question

15．煤是一種重要的化石能源．請(qǐng)回答：
（1）煤的加工包括干餾、氣化和液化，煤的液化技術(shù)又分為直接液化技術(shù)和間接液化技術(shù)．
（2）干熄焦技術(shù)是將煉焦?fàn)t推出的約l000℃的赤熱焦炭，在熄焦室中被與其逆流的冷惰性氣體熄滅，逆流通人惰性氣體的原因是充分進(jìn)行熱交換．
（3）某工廠每天要燒掉含硫1.6%的煙煤200噸，排放出大量的SO₂，如果將這些SO₂回收利用，那么理論上每年（按365天計(jì)）可生產(chǎn)98%的濃硫酸3600噸．
（4）石膏法脫硫是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法，工藝如圖1，吸收、氧化過程的化學(xué)方程式為
2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O．實(shí)際生產(chǎn)時(shí)采用石灰石漿液作SO₂吸收劑而不用熟石灰吸收SO₂，主要原因是石灰石漿液的成本較熟石灰的低
（5）煤燃燒產(chǎn)生的CO₂在光能和光催化劑存在的條件下可與H₂O（g）轉(zhuǎn)化為CH₄和O₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{光照}$CH₄+2O₂．紫外光照射時(shí)，等量的CO₂和H₂O（g）在不同催化劑（I、Ⅱ）作用下，CH₄產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖2所示，光照t小時(shí)后催化劑Ⅱ作用下CH₄的產(chǎn)量開始高于催化劑I，其原因可能是催化劑的活性受光照時(shí)間的影響

Answer 1

分析 （1）煤的加工分為干餾、氣化和液化，煤的液化分為直接液化和間接液化；
（2）逆流通人惰性氣體增大接觸面積，充分進(jìn)行熱交換，故答案為：充分進(jìn)行熱交換；
（3）根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式：S～SO₂～H₂SO₄計(jì)算生成硫酸的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算98%濃硫酸的質(zhì)量；
（4）根據(jù)工藝圖可知，SO₂被氧氣在Ca（OH）₂存在的環(huán)境下氧化為石膏CaSO₄•2H₂O，據(jù)此寫出化學(xué)方程式，從石灰石漿液的成本較熟石灰低；
（5）根據(jù)反應(yīng)物為CO₂和H₂O（g）產(chǎn)物為CH₄和O₂來書寫化學(xué)方程式；催化劑受光照時(shí)間的影響．

解答 解：（1）煤的加工分為干餾、氣化和液化，煤的液化分為直接液化和間接液化，煤的直接液化是將煤在氫氣和催化劑作用下通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程，因過程主要采用加氫手段，故又稱煤的加氫液化法，煤的間接液化是先把煤炭在高溫下與氧氣和水蒸氣反應(yīng)，使煤炭全部氣化、轉(zhuǎn)化成合成氣（一氧化碳和氫氣的混合物），然后再在催化劑的作用下合成為液體燃料的工藝技術(shù)，故答案為：氣化，直接液化技術(shù)；間接液化技術(shù)；!
（2）逆流通人惰性氣體可充分進(jìn)行熱交換，
（3）每天燃燒掉的煙煤中S的質(zhì)量=200t×1.6%=3.2t，
  S～SO₂～H₂SO₄
  32       98
3.2t×360  m（H₂SO₄）
m（H₂SO₄）=$\frac{3.2t×360×98}{32}$=3528t，
故得到98%的濃硫酸的質(zhì)量為：$\frac{3528t}{98%}$=3600t，
故答案為：3600t；
（4）根據(jù)工藝圖可知，SO₂被氧氣在Ca（OH）₂存在的環(huán)境下氧化為石膏CaSO₄•2H₂O，故化學(xué)方程式為：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O，而由于石灰石漿液的成本較熟石灰低，故使用石灰石漿液而不用熟石灰，故答案為：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O，石灰石漿液的成本較熟石灰低；
（5）根據(jù)反應(yīng)物為CO₂和H₂O（g）產(chǎn)物為CH₄和O₂可知化學(xué)方程式為：CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{光照}$CH₄+2O₂；光照t小時(shí)后催化劑Ⅱ作用下CH₄的產(chǎn)量開始高于催化劑I，說明光照能提高催化劑的活性，故答案為：CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{光照}$CH₄+2O₂；催化劑的活性受光照時(shí)間的影響．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了煤的綜合利用和化學(xué)方程式的書寫，綜合性較強(qiáng)，應(yīng)注意的是煤的綜合利用是高頻考點(diǎn)．