2022年高中化学《化石燃料石油和煤的综合利用》学案(鲁科版选修2).docx

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1、主题4 化石燃料石油和煤的综合利用典型试题例析矿石资源和化石燃料对人们的生产生活起着十分重要的作用。下面我们通过例题从化学的角度分析关于它们在生活、生产中的应用。【例1】 关于化工厂的设计是将实验室的研究成果转化为工业化工生产的重要根底工作，需要考虑许多综合问题,所以设计一座化工厂是非常复杂，那么根据已学的知识试分析“设计一座硫酸厂应在哪里选择厂址。一座硫酸厂的转化器中将SO2和O2以体积比为1/2混合后，通入接触室发生反响 2SO2 + O22SO3g达平衡时，在同温、同压下测得反响前与反响后混合气体的密度之比为13/15。求SO2的转化率又知工业上反响前后混合气体的密度比上述的密度比稍小，

2、试答复SO2接触氧化为SO3时不采取加压措施的原因。【解析】化工厂厂址的选择是一个复杂的问题，它涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素应对这些因素全面综合地考虑，权衡利弊，才能做出正确的选择硫酸厂厂址的选择，就应考虑以上的各种因素外，还应考虑到，硫酸是一种腐蚀性液体，不能像普通固体化工产品那样可以较多的贮存，需要随产随销硫酸的运输本钱较高，1t H2SO4的运价约为1t黄铁运价的三倍，这就决定了硫酸厂应靠近消费中心，比靠近原料产地更有利工厂规模的大小，主要由硫酸的用量的多少来决定此外，硫酸厂选址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区根据相同条件下气体的密度

3、之比等于同体积气体的质量之比，且反响前后质量守恒，可得出气体的密度之比等于气体体积的反比。设反响前混合气体中SO2的体积为1 L，O2应为2L达平衡时SO2的转化的体积为x。在工业上不加压，SO2的转化率就达80% 以上，已经很高，假设再加压SO2的转化率提高不大，但对设备的要求要提高许多，故没有必要再加压。【例2】 砖瓦是用含铁元素等杂质的粘土隔绝空气烧制成的,当烧窑作业邻近结束时,假设用淋洒水方法来降低温度,窑内处于复原性气氛,砖块中的铁以氧化亚铁的形式存在,因而砖成青色。假设用捅开的窑顶自然冷却的方法,砖就变成了红色。从化学角度看,砖瓦呈红色的原因是。现在一块红砖,实验台上有浓硫酸、3m

4、ol/L的盐酸、0.1mol/L的硫氰化钾溶液、0.1mol/L的氯化铁溶液、0.01mol/L的氢氧化钠溶液、蒸馏水等试剂,请选用中学化学的常用仪器,设计一个实验,用最简捷的方法验证红砖中含有三价铁。简述实验步骤,所用仪器、产生现象、所得结论【解析】(1)Fe2+在空气中不稳定,所以捅开窑顶，空气进入窑内，铁元素被氧化成三价铁，生成红色的Fe2O3。(2)由(1)中知道红砖中含的是Fe2O3，要检验红砖中是否含有Fe3+，就得将Fe2O3转化为Fe3+。检验Fe3+用KSCN溶液，因为Fe3+与SCN形成红色的络合物。实验方法：将少许红砖研成粉末，取少许粉末加过量盐酸，振荡，静置，取上层清液

5、加KSCN溶液，假设呈血红色溶液，证明含有Fe3+。【例3】石油分馏可以得到汽油，1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18gcm-3，沸点131.4，熔点9.79，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用以下列图所示装置制备：填写以下空白：写出此题中制备1，2二溴乙烷的两个化学反响方程式：，。 平安瓶b可以防止倒吸，并可检查实验进行时试管d是否发生堵塞，请写出发生堵塞时瓶b中的现象_ 容器c中的NaOH溶液的作用是：_ 。 某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多，如果的气密性没有问

6、题，试分析其可能的原因。【解析】要制得1，2二溴乙烷首先要得到乙烯,所以先制乙烯。实验室制乙烯的方法是用在浓硫酸的条件下加热乙醇温度控制在170。用乙烯在与溴加成就得到溴乙烷 CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Brb中水面下降，玻璃管中水柱上升，甚至溢出。氢氧化钠能与酸性氧化物反响,所以用以除去酸性气体(或除CO2、SO2等)可能的原因有两种： A、乙烯发生过快 B、温度控制不当【例4】为了防治酸雨，减少煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上通过生石灰和含硫的煤混合使用可以“固硫防止硫化合物进入大气，最后生成石膏。试答复：整个“固硫反响所涉及的反响类型包括：化合分解置换复分解氧化复原反响非氧

7、化复原反响离子反响非离子反响分子反响。其中正确的选项是A B C D第一步“固硫反响的化学方程式中所需气态物质的化学计量数之和为( ) A1 B2 C3 D4比较此法与“石灰石粉末与含硫煤混合法哪个更好些 为什么 你认为减少酸雨产生可采取的措施是( )少用煤作燃料把工厂的烟囱造高先将燃料煤脱硫在土壤中加石灰防止酸化开发新能源,防止含S、N的氧化物大量排放A B C D【解析】在含硫的煤中加生石灰“固硫的反响是CaO+ SO2= CaSO3、2CaSO3+O2= 2CaSO4,由以上化学方程式可知涉及到的反响类型有化合、氧化复原反响、非氧化复原反响和非离子反响。易错选B。主要是区分哪一个反响是第

8、一步“固硫反响。有的学生误认为是“石灰石粉末与含硫煤混合法更好。忽略了实际生产中石灰石分解为CaO需消耗很高能量，浪费煤，使生产本钱提高。把烟囱造高不能减少SO2的排放量；在土壤中施放石灰虽可中和酸雨造成的酸性，但由于生成CaSO4,长期使用会使土壤板结，影响土质。答案： C； A；在含硫煤中参加生石灰的方法更好，因为此法节约煤，本钱低； C 。一道与环保有关的典题解析有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。其一氯取代物不存在同分异构体 其二氯取代物不存在同分异构体它是非极性分子 它的键长和键角都相等电解水锌和稀硫酸反响光解海水其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是 。(例举其一)解析：(1)只要写出结构简式 就可以看出答案；(2)天然气的主要成分是甲烷，假设为平面正方形结构，那么其二元取代物有两种同分异构体，而正四面体的二元取代物不存在同分异构体；(3)电解水消耗大量的电能，锌和稀硫酸的反响也不适合于工业大量生产，只有利用太阳光使海水光解才是经济的方法。但氢气的密度小、沸点低，输送和储存有一定的难度。此题考查了有机化合物的结构和环保知识，有机化合物的结构是有机化学的根底，是每年必考内容，环保问题也日益受到重视，必将在今后的高考中重现。答案：(1) (2) 甲烷 (3) 氢气的输送和贮存