Question

石油、煤炭和天然氣都屬于不可再生能源，對它們的精加工尤為重要．
（1）石油分餾時，在不斷向

 

（填工業(yè)設(shè)備名稱）內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品，該過程為

 

操作過程．
（2）石油裂化分為熱裂化、

 

和加氫裂化，裂化的目的是提高

 

的產(chǎn)量．
（3）煤的洗選是為了降低原煤中灰分和

 

的含量．煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒

 

進(jìn)行燃燒的過程．
（4）煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和

 

存在下與

 

作用產(chǎn)生液體燃料的過程．
（5）工業(yè)合成氨的原料氣是氮氣和氫氣．氮氣是從空氣中分離出來的，而氫氣的來源是水和天然氣．請寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式

 

，

 

；
（6）在合成氨原料氣的制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣的CO，可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn)：
CO（g）+H₂O（g）=CO₂ （g）+H₂（g）
已知1000K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化超過90%，則起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于

 

．

Answer 1

分析：（1）石油分溜在分餾塔中進(jìn)行；
（2）裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量；
（3）煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫分的含量．煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒進(jìn)行燃燒的過程；
（4）直接液化是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；
（5）碳和甲烷都能與水反應(yīng)生成氫氣；
（6）根據(jù)平衡常數(shù)用三段式法計算．

解答：解：（1）石油分溜在分餾塔中進(jìn)行，故答案為：分餾塔；連續(xù)；
（2）石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量，故答案為：催化裂化；輕質(zhì)燃料油（或汽油）；
（3）煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫分、矸石的含量；煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒進(jìn)行燃燒的過程，故答案為：硫；浮動；
（4）煤的直接液化是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，故答案為：催化劑；氫氣（H₂）；
（5）碳和甲烷都能與水反應(yīng)生成氫氣，化學(xué)方程式分別為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；CH₄+H₂O

高溫    .

催化劑

CO+3H₂，故答案為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；CH₄+H₂O

高溫    .

催化劑

CO+3H₂；
（6）設(shè)CO的起始濃度為xmol，H₂O的起始濃度為ymol，則轉(zhuǎn)化的CO的最小值為0.9x，
     CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始   x      y        0     0
變化  0.9x   0.9x      0.9x   0.9x
平衡  0.1x  y-0.9x      0.9x   0.9x，
根據(jù)平衡常數(shù)列式：

(0.9x) 2

0.1x×(y-0.9x)

=0.627，
解得：

y

X

=13.8．故此只要此值大于13.8，轉(zhuǎn)化率就會超過90%．
故答案為：13.8．

點評：本題綜合考查煤和石油的加工、化學(xué)平衡的等問題，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)選擇分離方法，易錯點為（6），注意利用三段式法計算較為直觀．