Question

【化学—选修2化学与技术】（15分）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     和     。

（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)＝     。

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           ，必须除去。

①写出除去H₂S杂质的反应方程式                            。

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      。

（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     ，第二步反应的离子方程式为         。

Answer

（15分）

（1）直接液化技术 间接液化技术 （各1分，共2分）

（2）①1∶2 ② （各2分，共4分）

（3）中毒 （1分）

①NH3·H2O + H2S ＝ NH4HS + H2O (合理即可) （2分)

② 9：1 （2分）

（4） （2分）

（2分）

【解析】

试题分析：（1）煤的液化技术又分为直接和间接二种。（2）①CO+2H2=CH3OH 故应控制合成气中V(CO)：V(H2)＝1∶2 ②均四甲苯是苯环的1，2，4，5四个位置引入四个甲基，因此结构简式就比较容易写出了。

（3）某些杂质会使催化剂中毒，失去活性，必须除去。①除去H2S杂质可用氨水或NaOH溶液吸收，反应方程式NH3·H2O + H2S ＝ NH4HS + H2O ②应该是通过增加H2O的量提高CO的转化率，可假设CO的起始量为1mol，H2O的量为n mol，根据CO的转化率为90%，算出平衡时各物质的物质的量浓度，结合平衡常数可计算出n等于9 mol,故起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于9：1

（4）第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物中有Fe2+和SO42-，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应离子方程式为：Fe2+具有还原性，可被氧化为Fe3+，根据化合价升降总数相等以及原子守恒，反应离子方程式为：

考点：无机化工流程，涉及反应原理及化学用语。特别是氧化还原反应与离子反应方程式的书写等。