中考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)工藝流程題型專題04 能源的利用和開發(fā)（含解析）

專題4能源的利用和開發(fā)1．（2019·甘肅平?jīng)觯┮钥諝獾葹樵虾铣赡蛩豙CO（NH2）2]的流程（部分產(chǎn)物略去），如下圖所示。下列說法不正確的是（）A．X是N2 B．分離空氣屬于物理變化C．尿素屬于氮肥 D．煤與氧氣的反應(yīng)吸收熱量【答案】D【解析】A、由于空氣主要含氮?dú)夂脱鯕?，所以X為氮?dú)?，化學(xué)式為N2，故不符合題意；B.分離液態(tài)空氣沒有產(chǎn)生新物質(zhì)，屬于物理變化，故不符合題意；C.尿素含有氮元素，屬于氮肥，故不符合題意；D.煤與氧氣反應(yīng)是一個(gè)燃燒反應(yīng)，是放熱反應(yīng)，故符合題意。2．(2019·江蘇淮安)“化學(xué)鏈燃燒”技術(shù)是目前能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。氧化鎳（NiO）作載氧體的“化學(xué)鏈燃燒”過程如圖所示：

相比直接燃燒甲烷，對(duì)該技術(shù)的評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的是（）A．能量損耗少、利用率高B．較安全，減少爆炸風(fēng)險(xiǎn)C．消耗等質(zhì)量甲烷，參加反應(yīng)氧氣較少D．有利于分離和回收較純凈的二氧化碳【答案】C【解析】相比直接燃燒甲烷，“化學(xué)鏈燃燒”技術(shù)在燃料發(fā)生器內(nèi)利用載體與甲烷反應(yīng)釋放能量，減少燃燒熱量的損耗，能量損耗少，利用率高，A正確；該技術(shù)燃料發(fā)生器內(nèi)是氣體與固體載體間的反應(yīng)，較安全，減少了爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，B正確；消耗等質(zhì)量的甲烷，則不論直接燃燒還是“化學(xué)鏈燃燒”技術(shù)，將產(chǎn)生相同質(zhì)量的CO2和H2O，即參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量相同，C錯(cuò)誤；該過程在空氣反應(yīng)器內(nèi)將氮?dú)獬?，在燃料發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的CO2可較方便分離且純度高，D正確。3．（2019·貴港）氫能是最理想的能源.下圖是制取與貯存氫氣的一種方法.請(qǐng)回答下列問題:(1)ZnFe2O4在循環(huán)制氫體系的總反應(yīng)中起___________作用，其中鐵元素的化合價(jià)為______。(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_______________。【答案】（1）催化+3（2）3H2+2Mg2Cu3MgH2+MgCu2【解析】（1）ZnFe2O4在循環(huán)制氫體系中，在反應(yīng)①中ZnFe2O4分解為氧化鋅、四氧化三鐵，反應(yīng)②氧化鋅、四氧化三鐵和水要生成ZnFe2O4確定在整個(gè)過程中，性質(zhì)、質(zhì)量不變，故為催化劑；根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零，設(shè)鐵元素化合價(jià)為x，則（+2）x2+x+(-2)x4=0,x=+3。（2）從圖中看出，反應(yīng)是氫氣和Mg2Cu，生成MgH2和MgCu2，故為化學(xué)方程式為3H2+2Mg2Cu3MgH2+MgCu2。4．控制化學(xué)反應(yīng)的條件可以促進(jìn)或抑制化學(xué)反應(yīng)，更好地使化學(xué)反應(yīng)為人類造福。如圖是科學(xué)家正在研究的二氧化碳循環(huán)利用技術(shù)：①二氧化碳與氫氣在催化劑、高溫條件下，除生成甲醇（CH4O）外，還生成一種常溫下為液態(tài)的化合物，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；②尿素[CO（NH2）2]對(duì)提高糧食產(chǎn)量具有重要的作用．人們控制條件可以使CO2和物質(zhì)X發(fā)生反應(yīng)：CO2+2X═CO（NH2）2+H2O，物質(zhì)X的化學(xué)式為。【答案】①CO2+3H2CH4O+H2O ②NH3【解析】①根據(jù)信息：二氧化碳與氫氣在催化劑、高溫條件下，除生成甲醇（CH4O）外，還生成一種常溫下為液態(tài)的化合物，根據(jù)元素守恒，該物質(zhì)即為水，化學(xué)方程式為：CO2+3H2CH4O+H2O。②根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，反應(yīng)前C、O原子個(gè)數(shù)是1、2；反應(yīng)后C、O、N、H原子個(gè)數(shù)是1、2、2、6，故物質(zhì)x的化學(xué)式為NH3。5．（2019·常州）我國煤炭資源豐富。目前人們除了將煤作為燃料外，更是重要的化工原料。工業(yè)上以煤和空氣為原料生產(chǎn)尿素［CO(NH2)2]的一種流程如下：（1）從液態(tài)空氣中分離出N2的過程屬于____________（填“物理”或“化學(xué)”）變化。（2）在煤和水蒸氣反應(yīng)前需先將煤粉碎，這樣做的目的是______________________________。（3）水煤氣在銅催化下實(shí)現(xiàn)CO的轉(zhuǎn)化：CO＋H2OCO2＋X，其中X的化學(xué)式為________。（4）上述流程中合成尿素的同時(shí)還有水生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。（5）實(shí)際生產(chǎn)中，N2和H2不可能全部化為NH3。上述流程中可以環(huán)利用的物質(zhì)有_______________。一定條件（6）以CO2和H2為原料還可合成液體燃料乙醇（C2H6O），該過程可用化學(xué)方程式表示為：一定條件2CO2＋6H2=========C2H6O+3H2O。已知：每克燃料完全燃燒數(shù)出的熱量叫做熱值。物質(zhì)煤乙醇熱值/kJ·g-1約3330若將含12g的碳的煤為原料合成的乙醇完全燃燒。理論上最多可放出_________kJ的熱量，從而提高了煤的利用效率。【答案】（1）物理變化（2）增大與水蒸氣的接觸面積使反應(yīng)更快更充分（3）H2CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O（5）H2O、N2、H2（6）294kJ【解析】（1）若先將空氣液化，然后從中分離出氮?dú)?，過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；（2）將煤塊粉碎成煤粉，其目的是增大與水蒸氣的接觸面積使反應(yīng)更快更充分；（3）由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，反應(yīng)前原子的種類和數(shù)目分別為：C:1,O:2,H:2,反應(yīng)后原子的種類和數(shù)目分別為：C:1,O:2,則X分子中含有2個(gè)氫原子，物質(zhì)X為氫氣，其化學(xué)式為H2；（4）從流程圖中可以看出二氧化碳和氨氣在一定條件下能生成尿素和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O；（5）從流程圖中可以看出整個(gè)過程中H2O、N2、H2三種物質(zhì)既參與反應(yīng)又能不斷的生成，故可以循環(huán)使用；（6）12g的碳的煤合成的乙醇的質(zhì)量為：12g÷SKIPIF1<0=23g，釋放出的熱量為23g×30kJ·g-1=690kJ,12g的碳的煤完全燃燒釋放的熱量為：12g×33kJ·g-1=396kJ，故多釋放出的熱量為：690kJ-396kJ=294kJ。6．煤是社會(huì)生產(chǎn)、生活中最重要的能源，工業(yè)上常把煤進(jìn)行氣化和液化處理，使煤變成清潔能源．煤氣化和液化流程示意圖如下：（1）第①步操作發(fā)生的是（填“物理”或“化學(xué)”）變化．（2）第②步是精煉煤與水蒸氣的反應(yīng)，化學(xué)方程式為．（3）第③步反應(yīng)的基本類型屬于．（4）④是含硫化合物洗液經(jīng)過提煉后，用來制硫酸的過程．則其中X的化學(xué)式為．寫出第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式．（5）從“綠色化學(xué)”的角度分析，“煤的汽化和煤的液化”生產(chǎn)流程的優(yōu)點(diǎn)．【答案】（1）物理 （2）C+H2O（氣）CO+H2 （3）化合反應(yīng)（4）SO3；SO3+H2O═H2SO4；（5）原料全部被產(chǎn)品消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”【解析】（1）第①步操作中沒有新物質(zhì)生成，發(fā)生的是物理變化。（2）第②步是精煉煤與水蒸氣的反應(yīng)，在高溫條件下生成了氫氣和一氧化碳．反應(yīng)化學(xué)方程式為：C+H2O（氣）CO+H2。（3）第③步反應(yīng)是氫氣和一氧化碳在催化劑的作用下生成了甲醇，由兩種物質(zhì)生成了一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)。（4）SO2進(jìn)一步氧化得到X，X與水反應(yīng)得到H2SO4，則X是三氧化硫，三氧化硫的化學(xué)式為SO3．三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，反應(yīng)的方程式為：SO3+H2O＝H2SO4。（5）從“綠色化學(xué)”的角度分析，“煤的氣化和煤的液化”生產(chǎn)流程的優(yōu)點(diǎn)是：原料全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)“零排放”，不對(duì)環(huán)境造成污染。7．（2019·長春）研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)（如圖所示)回答下列問題:(1)S03和H2S04的化合價(jià)均為________________.(2)反應(yīng)④為化合反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________.(3)根據(jù)圖示判斷，下列說法正確的是A．霧霾的形成只與燃料的燃燒直接產(chǎn)生的顆粒物有關(guān)B．使用清潔燃料，減少SO2和NO的排放，有利于減少霧霾的產(chǎn)生【答案】(1)+6(2)H2SO4+2NH3=====(NH4)2SO4(3)B【解析】（1）根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零,設(shè)S03中S的化合價(jià)為x，H2S04中S的化合價(jià)為y則x+(-2)x3=0y+2+(-2)x4=0解得x=+6，y=+6。(2)反應(yīng)④為化合反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+2NH3=====(NH4)2SO4。(3)根據(jù)圖示判斷，顆粒物除燃料燃燒直接產(chǎn)生外，還有無機(jī)顆粒物；減少二氧化硫和二氧化氮的排放利于減少無級(jí)顆粒物排放,故B正確。8．（2019·煙臺(tái)）我國煤炭資源豐富。某實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的利用水煤漿（由煤和水混合而成）制備氫氣的生產(chǎn)工藝如下圖流程一所示。【流程一】制備氫氣。

（1）氣化器中發(fā)生的主要反應(yīng)為：Ⅰ.SKIPIF1<0；Ⅱ.SKIPIF1<0，其中屬于置換反應(yīng)的是（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)。（2）重整器的作用是。重整器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

（3）該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是。【流程二】為充分利用流程一產(chǎn)生的高純度二氧化碳，該實(shí)驗(yàn)室又設(shè)計(jì)了如圖中流程二所示的兩種工藝分別制備尿素和乙二醇。

（1）在高溫高壓下，CO2和NH3可以合成尿素[CO（NH2）2]，同時(shí)生成水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。尿素屬于化肥中的肥，能使作物枝葉繁茂。

（2）以CO和H2為原料生產(chǎn)乙二醇（C2H6O2）時(shí)，按照“綠色化學(xué)”原則，應(yīng)調(diào)節(jié)原料中CO和H2的分子個(gè)數(shù)比為?！敬鸢浮浚?）IH2O

（2）分離CO2和H2，得到純凈的氫氣Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

（3）氧化鈣

【流程二】（1）SKIPIF1<0氮（2）2:3【解析】【流程一】（1）置換反應(yīng)是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物的反應(yīng)，以及氧化劑發(fā)生的還原反應(yīng)，所以屬于置換反應(yīng)的是I，反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是H2O。（2）重整器的作用是分離CO2和H2，得到純凈的氫氣，重整器中氧化鈣與水生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。（3）既是反應(yīng)