Question

目前，在研究新能源的前沿技术上，科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。

(1)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一，下列石油化工生产能提高乙烯的产量的是________。

A．蒸馏、分馏                 B．催化裂化

C．催化裂解                    D．催化重整

(2)下列说法不正确的是__________。

A．石油是混合物，分馏后得到的馏分是纯净物

B．煤隔绝空气加强热可以得到黑褐色油状的煤焦油

C．煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径

D．从绿色化学角度考虑，以植物为主的生物质资源，是未来的理想资源

(3)如果将CO₂和H₂以1∶4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式：

CO₂＋4H₂―→(__________)＋2H₂O

(4)若将CO₂和H₂以1∶3的比例混合，使之发生反应生成某种重要的化工原料和水，该原料可能是________。

A．烷烃         B．烯烃       C．炔烃        D．芳香烃

(5)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：

原料—→CO(NH₂)₂

①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油(主要成分为C₅H₁₂)和水为原料。按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H₂和CO₂的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH₃(换算成H₂的物质的量)和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？________。

(6)请根据以上信息，设计工业合成尿素的条件_________________________。

Answer

(1)C (2)A (3)CH4 (4)B

(5)乙 (6)高压、催化剂、适宜的温度

【解析】(1)石油是由烷烃、环烷烃和少量的芳香烃形成的混合物，经过蒸馏得到的产物一定是石油中含有的物质，因为蒸馏是物理变化，若要在石油中得到乙烯，需对石油产品进行裂解，发生化学反应后得到，乙烯产量的高低决定一个国家石油化工水平的高低。

(2)石油分馏得到的产物是一定温度范围的物质，所以，分馏后的馏出物还是混合物；煤隔绝空气加强热可以得到固体的焦炭、黑褐色油状的煤焦油、粗氨水和焦炉煤气；由于煤干馏后的产物中含有煤焦油和粗氨水，为了提高煤的燃烧效率，将煤气化和液化，使煤变成清洁的能源；植物燃烧的产物为CO2和H2O，且CO2和H2O又能被植物吸收，经过光合作用转化成植物内的糖类，符合绿色化学的思想。

(3)根据化学方程式的守恒原则，即可得到答案。

(4)借用(3)的思路，应用原子守恒写出反应化学方程式为：CO2＋3H2―→2H2O＋CH2，其中分子式符合CH2的烃为烯烃，即2CO2＋6H2―→4H2O＋C2H4或3CO2＋9H2―→6H2O＋C3H6。

(5)写出生成尿素的化学方程式为CO2＋2NH3―→CO(NH2)2＋H2O，又N2＋3H2 2NH3，得到合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比为3∶1，结合2CO＋O2=2CO2，得出反应生成的CO和H2的物质的量比为1∶3时，合成得到较多的尿素，验证后得到答案为乙厂。