Question

15．煤是一种重要的化石能源．请回答：
（1）煤的加工包括干馏、气化和液化，煤的液化技术又分为直接液化技术和间接液化技术．
（2）干熄焦技术是将炼焦炉推出的约l000℃的赤热焦炭，在熄焦室中被与其逆流的冷惰性气体熄灭，逆流通人惰性气体的原因是充分进行热交换．
（3）某工厂每天要烧掉含硫1.6%的烟煤200吨，排放出大量的SO₂，如果将这些SO₂回收利用，那么理论上每年（按365天计）可生产98%的浓硫酸3600吨．
（4）石膏法脱硫是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法，工艺如图1，吸收、氧化过程的化学方程式为
2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O．实际生产时采用石灰石浆液作SO₂吸收剂而不用熟石灰吸收SO₂，主要原因是石灰石浆液的成本较熟石灰的低
（5）煤燃烧产生的CO₂在光能和光催化剂存在的条件下可与H₂O（g）转化为CH₄和O₂，反应的化学方程式为CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{光照}$CH₄+2O₂．紫外光照射时，等量的CO₂和H₂O（g）在不同催化剂（I、Ⅱ）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图2所示，光照t小时后催化剂Ⅱ作用下CH₄的产量开始高于催化剂I，其原因可能是催化剂的活性受光照时间的影响

Answer 1

分析 （1）煤的加工分为干馏、气化和液化，煤的液化分为直接液化和间接液化；
（2）逆流通人惰性气体增大接触面积，充分进行热交换，故答案为：充分进行热交换；
（3）根据反应的关系式：S～SO₂～H₂SO₄计算生成硫酸的质量，进而计算98%浓硫酸的质量；
（4）根据工艺图可知，SO₂被氧气在Ca（OH）₂存在的环境下氧化为石膏CaSO₄•2H₂O，据此写出化学方程式，从石灰石浆液的成本较熟石灰低；
（5）根据反应物为CO₂和H₂O（g）产物为CH₄和O₂来书写化学方程式；催化剂受光照时间的影响．

解答 解：（1）煤的加工分为干馏、气化和液化，煤的液化分为直接液化和间接液化，煤的直接液化是将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法，煤的间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术，故答案为：气化，直接液化技术；间接液化技术；!
（2）逆流通人惰性气体可充分进行热交换，
（3）每天燃烧掉的烟煤中S的质量=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%的浓硫酸的质量为：$\frac{3528t}{98%}$=3600t，
故答案为：3600t；
（4）根据工艺图可知，SO₂被氧气在Ca（OH）₂存在的环境下氧化为石膏CaSO₄•2H₂O，故化学方程式为：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O，而由于石灰石浆液的成本较熟石灰低，故使用石灰石浆液而不用熟石灰，故答案为：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+4H₂O=2CaSO₄•2H₂O，石灰石浆液的成本较熟石灰低；
（5）根据反应物为CO₂和H₂O（g）产物为CH₄和O₂可知化学方程式为：CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{光照}$CH₄+2O₂；光照t小时后催化剂Ⅱ作用下CH₄的产量开始高于催化剂I，说明光照能提高催化剂的活性，故答案为：CO₂+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{光照}$CH₄+2O₂；催化剂的活性受光照时间的影响．

点评 本题考查了煤的综合利用和化学方程式的书写，综合性较强，应注意的是煤的综合利用是高频考点．