Question

石油、煤炭和天然气都属于不可再生能源，对它们的精加工尤为重要．
（1）石油分馏时，在不断向

 

（填工业设备名称）内投放原料的同时获得产品，该过程为

 

操作过程．
（2）石油裂化分为热裂化、

 

和加氢裂化，裂化的目的是提高

 

的产量．
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和

 

的含量．煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒

 

进行燃烧的过程．
（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和

 

存在下与

 

作用产生液体燃料的过程．
（5）工业合成氨的原料气是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，而氢气的来源是水和天然气．请写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式

 

，

 

；
（6）在合成氨原料气的制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气的CO，可通过如下反应来实现：
CO（g）+H₂O（g）=CO₂ （g）+H₂（g）
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于

 

．

Answer 1

分析：（1）石油分溜在分馏塔中进行；
（2）裂化的目的是提高汽油的产量；
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分的含量．煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程；
（4）直接液化是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；
（5）碳和甲烷都能与水反应生成氢气；
（6）根据平衡常数用三段式法计算．

解答：解：（1）石油分溜在分馏塔中进行，故答案为：分馏塔；连续；
（2）石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高汽油的产量，故答案为：催化裂化；轻质燃料油（或汽油）；
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分、矸石的含量；煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程，故答案为：硫；浮动；
（4）煤的直接液化是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，故答案为：催化剂；氢气（H₂）；
（5）碳和甲烷都能与水反应生成氢气，化学方程式分别为：C+H₂O

高温  .

CO+H₂；CH₄+H₂O

高温    .

催化剂

CO+3H₂，故答案为：C+H₂O

高温  .

CO+H₂；CH₄+H₂O

高温    .

催化剂

CO+3H₂；
（6）设CO的起始浓度为xmol，H₂O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，
     CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始   x      y        0     0
变化  0.9x   0.9x      0.9x   0.9x
平衡  0.1x  y-0.9x      0.9x   0.9x，
根据平衡常数列式：

(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，转化率就会超过90%．
故答案为：13.8．

点评：本题综合考查煤和石油的加工、化学平衡的等问题，题目难度中等，注意把握物质的性质，根据性质选择分离方法，易错点为（6），注意利用三段式法计算较为直观．