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第二讲 化学与资源开发利用(时间：45分钟满分：100分)考点题号海水资源的开发利用2、6、7、8、9煤、石油、天然气的综合利用1、3、4、5、10、11一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分。每个小题只有一个选项符合题意)1石油裂化的主要目的是为了()。A提高轻质液体燃料的产量B便于分馏C获得短链不饱和气态烃D提高汽油的质量解析石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料特别是汽油的产量。答案A2海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()。A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析海水中钾元素以K形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错。蒸发海水制盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将动能转化为电能，D错。答案C3党的十八大报告指出：“加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力，坚持节约资源和保护环境的基本国策，发展环保产业。”下列有关做法不符合这一要求的是()。A将煤液化、气化，提高燃料的燃烧效率B安装汽车尾气催化转化装置，使之发生如下反应：4CO2NO24CO2N2C在大力推广乙醇汽油的同时，研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车D在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中，要大力发展火力发电解析A中将煤液化和气化，是对煤进行深加工，能有效提高煤燃烧产生能量的利用率；B中，汽车尾气是大气的重要污染物之一，故对汽车尾气进行处理，符合环境保护的要求；C中推广乙醇汽油，有利于减少污染物的排放量，开发新动力汽车可节约不可再生资源，减少二氧化碳等温室气体的排放；D中火力发电的主要燃料是煤，其燃烧产生的二氧化硫是大气污染物，二氧化碳能引起温室效应，都不利于环境保护，不符合环保要求。答案D4下列对石油的处理过程，属于物理变化的是()。A减压分馏 B裂解C催化裂化 D燃烧解析分馏是利用沸点不同分离混合物，裂化、裂解是分解反应。答案A5(2013涪陵区模拟)煤是一种重要的能源，含有硫元素。燃烧时生成SO2。下列说法中正确的是()。A煤是含硫化合物B煤是一种可再生能源C在水吸收SO2的过程中只发生物理变化DSO2是酸性氧化物，被云雾吸收后可转化成酸雨解析煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，A项错误；B项错误；在水吸收SO2的过程中还发生化学变化，C项错误；故选D项。答案D6苦卤是海水蒸发结晶分离出食盐后的母液，苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KBr、MgSO4等物质。空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如图所示。下列说法正确的是()。A反应的方程式相同，其目的也完全相同B最好采用分液的方法从反应后的溶液中分离出单质溴C图示的工艺流程是一种没有任何缺陷的成熟技术D至少需三步反应才能从苦卤中冶炼出金属镁解析反应方程式：2KBrCl2=2KClBr2，反应方程式：2HBrCl2=2HClBr2；反应后的混合液通过分液是无法实现Br2的提取的，可以采用蒸馏法。答案D7海水中含有氯化镁，是镁的主要来源之一。从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引有海水的水渠中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将得到的产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法正确的是()。A此法对环境不会造成任何污染B沉降、过滤、洗涤沉淀物操作中既有物理变化也有化学变化C若提取12 kg Mg，则电子转移1 000 molD以上提取镁的过程涉及的离子反应共有3个解析沉降、过滤、洗涤沉淀物操作都是物理过程，提取12 kg Mg，转移电子数为：2e1 000 mol e。答案C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8(14分)海水占地球总储水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表第_族。(2)目前，国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经冷却而得高纯度的淡水。由此可判断蒸馏法是_(填“物理变化”或“化学变化”)。(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品。反应式为：食盐H2ONaOHH2Cl2(未配平)，该反应中食盐的化学式是_；利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1 000 t，最少需消耗食盐_ t。(可能用到的相对原子质量：Na：23，Cl：35.5，H：1，O：16)(4)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。该方法流程如下：请写出的化学反应方程式：_。解析(3)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，H2Cl22HCl，由n(HCl)1010 6mol，可知m(NaCl)10106 mol58.5 gmol1585106 g585 t。答案(1)A(2)物理变化(3)NaCl585(4)NaOHSO2=NaHSO3，NaHSO3HCl=NaClH2OSO29(14分)从海水中可以获取食盐、镁、钾、溴等资源。空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，具体流程如下：(1)粗盐中含有Ca2、Mg2、SO等杂质，精制时所需用的试剂除了氯化钡溶液、氢氧化钠溶液外，还需要_和_(填试剂名称)。(2)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是_。A精制饱和食盐水进入阳极室B纯水(加少量NaOH)进入阴极室C阴极产物为氢氧化钠和氢气D电解槽的阳极用金属铁网制成(3)在反应得到的溶液中通入空气、水蒸气的作用是_。(4)反应和反应的离子方程式分别为_、_。(5)上述流程中虚线方框内生产流程的作用是_。解析(1)根据粗盐中所含杂质离子的性质可知，用NaOH溶液除去Mg2；用BaCl2溶液除去SO；再用Na2CO3溶液除去Ca2以及过量的Ba2。但是选择这三种溶液又会引入新的杂质离子CO、OH，可通过加适量盐酸将它们转化为H2O和CO2，因此还需要的试剂为Na2CO3溶液、盐酸。(2)电解槽的阳极应用惰性电极如石墨。(3)在反应得到的溶液中通入空气、水蒸气，是为了将反应产生的溴吹出去与二氧化硫反应。(4)反应为电解饱和食盐水，反应为Br2、SO2之间的氧化还原反应。(5)观察虚线框内流程会发现起点是溴，终点也是溴，显然是起富集溴的作用。答案(1)Na2CO3溶液盐酸(2)D(3)将反应产生的溴吹出去与二氧化硫反应(4)2Cl2H2O2OHH2Cl2Br2SO22H2O=4HSO2Br(5)富集Br210(15分)(2013重庆市六校联考)能源和资源是维系人类发展的重要前提之一。目前人类使用的主要能源还是化石燃料。请回答下列问题：(1)化石燃料包括煤、石油、_(写出另外一种化石燃料的名称)。煤炭开采过程中，若采取的措施不当，容易发生瓦斯爆炸事故，导致生命财产损失，用化学方程式解释在煤矿中频频发生瓦斯爆炸的原因：_。(2)煤的气化可以缓解石油危机，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：CH2O(g)COH2，该反应是一个吸热反应，反应所需的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：CO2=CO2。有人认为上述第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失。请你解释这种观点的错误所在：_。煤的气化可以为工业合成氨提供原料气。氢气来源于_，氮气来源于_，还可以采用_工艺得到空气中的氮气。(3)我国煤炭资源相对石油和天然气资源丰富，煤制油有一定的资源保障。煤液化的重要方法是间接液化法，首先将煤气化为H2、CO和CH4，然后通过催化剂将气态物质转化为液态。通过间接法制备的燃油中含有饱和烷烃和不饱和烯烃，请完成下列粗煤气合成烯烃和烷烃的化学方程式：COH2CnH2n_；COH2CnH2n2_。解析(1)化石燃料包括煤、石油和天然气。瓦斯中的可燃物成分是甲烷，发生瓦斯爆炸的主要原因是甲烷与空气中的氧气发生反应。(2)虽然煤的气化过程消耗能量，但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高，而且比较清洁，因此从总体来看，将煤气化后再使用，还是比较合理的。碳和水蒸气在高温的条件下可以生成氢气；碳燃烧消耗空气中的氧气，剩余的就是氮气，通过空气液化的方法也可以得到氮气。(3)根据化学反应前后原子守恒，写出两个反应中的另外一种反应物为H2O。先配平碳元素，再配平氢元素。答案(1)天然气CH42O2=CO22H2O(2)煤气化后得到的气态燃料燃烧时，热利用率高，能源清洁碳和水蒸气的反应碳在空气中燃烧后剩余的气体空气液化(3)n2n1nH2On2n11nH2O11(15分)已知煤的近代结构片段模型如图所示：(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得_烃的重要来源。(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的_等气体物质，造成严重的大气污染。(3)“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并芘的排放量也减少，同时节煤20%30%。“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。下列物质中适宜于做固硫剂的是()。A氯化钙 B氧化钙 C硫酸钙 D氢氧化钙(4)除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有_、_、_等。(5)天然气也可来自于煤的干馏。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)。当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60107 L甲烷为原料能够合成氨气_L(假设体积均在标准状况下测定)；已知尿素的结构简式为：，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：_、_。解析(2)煤的结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃。煤的结构中含有S和N，所以直接燃煤会产生SO2和氮氧化物，污染环境。(3)煤燃烧产生SO2，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙。固硫反应为：SO2CaOCaSO3,2CaSO3O22CaSO4；Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O,2CaSO3O22CaSO4。(5)根据反应CH4H2O(g)CO3H2，COH2O(g)CO2H2,3H2N22NH3，有如下关系：CH44H2NH3，n(NH3)n(CH4)5.60107 L75%1.12108 L。根据尿素的结构简式将一个NH2中的NH移动到另一个NH2之前即可得到一种同分异构体：2，再将得到的同分异构体中的NH和的H原子移到NH2上。这样，根据各原子的成键原则即可得另一种同分异构体NH4NO(无机物)。答案(1)芳香(2)二氧化硫、氮氧化物(3)BD(4)煤的干馏气化液化(5)1.12108NH4NO
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