2023版高中化学 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 第3课时 煤、石油和天然气的综合利用课时讲练作业 新人教版必修第二册.docx

1、第3课时煤、石油和天然气的综合利用一、煤的组成及其综合利用1.煤的组成由_和少量_组成的复杂混合物,主要含有_(填名称,下同)元素,还含有少量_、_、_、_等元素。2.煤的综合利用(1)干馏:将煤_的过程,工业上也叫煤的焦化。主要产品:出炉煤气(包括_、粗氨水、粗苯)、_、焦炭。(2)气化:将煤转化为_的过程。主要反应的化学方程式为_。(3)液化:直接液化:煤+H2液体燃料。间接液化:煤CO和H2_等。二、天然气的组成及其综合利用三、石油的组成及其综合利用1.石油的组成由多种_组成的混合物。2.石油的综合利用(1)分馏概念:利用_进行分离的过程。成分:分馏可得到_、_、_等轻质油。(2)裂化目

2、的:获得轻质油,特别是_。原理:C16H34C8H18+C8H16。(3)裂解目的:获得_、_、_等化工原料。原理:C4H10CH4+_C4H10C2H4+_。(4)催化重整石油在_和_的作用下,可以通过结构的调整,使_转化为_。四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)三大合成高分子材料包括:_、_、_,是以煤、石油和天然气为原料生产的。(2)以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如:乙烯制聚乙烯:_(写化学方程式,下同)。丙烯制聚丙烯:_。1.“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中。据测定,每0.1 m3固体“可燃冰”能释

3、放20 m3的甲烷气体,则下列说法中不正确的是()A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃B.“可燃冰”是水变油,属于化学变化C.“可燃冰”将成为人类的后续能源D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”2.下列变化属于物理变化的是()A.煤的干馏B.粮食酿酒C.油脂的皂化D.石油的分馏3.工业上获得苯的主要方法是()A.石油的分馏B.石油的裂解C.煤的干馏D.煤的液化4.煤炭被称为“工业的粮食”;石油被称为“工业的血液”。下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C.将煤变为煤饼作燃料D.将石油裂解制得乙烯等化工原料5.下列说法中,不正确的

4、是()A.石油有固定的沸点,所以可进行分馏B.重油经过催化裂化可以得到汽油C.在石油加工过程中经过减压蒸馏可得到石蜡D.石油分馏所得的馏分是混合物6.关于石油的说法不正确的是()A.石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有芳香烃B.石油分馏所得产品部分不能发生加成反应C.裂化是化学变化,裂解不是化学变化D.裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料7.下列关于煤、石油、天然气等能源的说法正确的是()A.石油裂解得到的汽油是纯净物B.石油产品都能发生加聚反应C.天然气是一种清洁的化石燃料D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料8.如图是实验室干馏煤的装置图:(1)指出图中仪器名称:a

5、._,d._。(2)仪器d的作用是_,c中液体有_和_,其中无机物里溶有_,可用_检验出来。有机物可以通过_的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有_(填化学式),火焰的颜色是_。(4)点燃e处之前,必须进行_。9.于谦在咏煤炭中写道:“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉”,下列有关说法错误的是()A.煤中含有苯和甲苯,可以通过先干馏后分馏的方法得到苯和甲苯B.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物C.煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气D.煤隔绝空气加强热得到焦炭等产品的过程叫煤的干馏10.如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是(

6、)A.如图实验中发生了化学变化B.液体X的pH7,液体Y是黑色黏稠状的煤焦油C.气体Z易燃,可还原CuOD.液体Y是一种纯净物11.某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图所示:下列说法不正确的是()A.加药品前必须检验装置的气密性B.加热一段时间后观察到试管、中溶液的颜色褪去,证明试管、中均发生了加成反应C.实验证明石油经催化裂化生成了不饱和烃D.试管中可能发生了如下反应:CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br12.用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下:根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题:(1)由CH2CH2制得有机物A的化学反应类型是_。(

7、2)丙烯醛(CH2CHCHO)中含有的官能团为_(填名称)。(3)A与B合成丙烯酸乙酯反应的化学方程式是_。该反应的类型是_。(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是_。13.煤的气化是有效利用化石能源的手段之一,有关反应为C+H2O(g)CO+H2、CO+H2O(g)CO2+H2,获得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分,进行了如下实验。【实验】使水蒸气通过灼热的焦炭,收集反应后流出的气体。【提出假设】对气体的成分提出了三种假设。假设1:该气体是CO、H2、H2O。假设2:该气体是CO2、H2、H2O。(1)假设3:_ _。【设计实验方案,验证假设】拟用图中提供的仪

8、器,选择必要的试剂,设计一个实验,验证上述假设3。(加热装置和导管等在图中略去,实验前装置内部的空气已经排尽)(2)按气流从左至右连接各仪器,用题中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用):混合气dc_ij。(3)仪器A中需加入药品的名称是_,其中反应的化学方程式可能有_。(4)仪器B中需加入药品的名称是_,其作用是_。【思考与交流】(5)本实验的尾气需要处理,处理的方法为_。第3课时煤、石油和天然气的综合利用必备知识 落实一、1.有机物无机物碳氢氧氮硫2.(1)隔绝空气加强热使之分解焦炉气煤焦油(2)可燃性气体C+H2O(g)CO+H2(3)甲醇二、CH4燃料氨三、1.碳氢化合物2.(1

9、)石油中各组分沸点的不同汽油煤油柴油(2)汽油(3)乙烯丙烯甲烷C3H6C2H6(4)加热催化剂链状烃环状烃四、(1)塑料合成橡胶合成纤维(2)nCH2CH2 nCH2CHCH3知能素养 进阶1.B“可燃冰”是甲烷水合物,水不能变为油,B不正确。2.D煤的干馏是将煤在隔绝空气条件下加强热使之分解的反应过程,是化学变化,A不符合题意;粮食酿酒是以粮食为原料,利用微生物发酵生产酒精的过程,涉及的主要反应为淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖经发酵反应生成乙醇和二氧化碳,是化学变化,B不符合题意;油脂的皂化是油脂在碱性条件下水解成高级脂肪酸盐和甘油,是化学变化,C不符合题意;石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合

10、物分离的一种方法,属于物理变化,D符合题意。3.C石油的分馏主要得到轻质油,A项错误;石油的裂解主要得到小分子烃类物质,B项错误;煤的干馏产物中含苯、苯的同系物等芳香族化合物,再经蒸馏分离出苯,C项正确;煤的液化得到甲醇等液体燃料,D项错误。4.C将煤干馏制得出炉煤气、煤焦油和焦炭是煤的综合利用,A项正确;在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料是煤的综合利用,B项正确;将煤变为煤饼作燃料不是煤的综合利用,C项错误;将石油裂解制得乙烯等化工原料是石油的综合利用,D项正确。5.A石油是混合物,没有固定的沸点,A错误;重油经过催化裂化目的是得到汽油,B正确;减压蒸馏可得到石蜡等,C正确;石油分馏所得的

11、馏分是沸点相近的物质的混合物,D正确。6.C石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有芳香烃,故A正确;石油分馏产品含有烷烃,不能发生加成反应,故B正确;裂化是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,裂解是石油化工生产过程中,以比裂化更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程,裂化和裂解过程中都有新物质生成,属于化学变化,故C错误;石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料,故D正确。7.CA项,石油的裂解是深度裂化,是将大分子烃断裂成小分子烃的

12、过程,产物主要是短链不饱和烃的混合物,错误;B项,石油的分馏产品大多是烷烃、环烷烃,这些物质不能发生加聚反应,所以不是所有的石油产品都能发生加聚反应,错误;C项,天然气的主要成分是CH4,燃烧无污染,属于清洁的化石燃料,正确;D项,水煤气是由煤与水在高温条件下反应得到的,是煤的气化产物,错误。8.【解析】煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤气,出炉煤气包括焦炉气、粗氨水等,经d装置的降温和冷凝,粗氨水和煤焦油变为液体聚集,则液体显碱性;焦炉气中氢气、一氧化碳、甲烷都具有还原性,可用于还原氧化铜,这些气体燃烧产生蓝色火焰;焦炉气中含有乙烯可以使溴水褪色;煤焦油是有机物的液态混合物,应采用分馏的方法分

13、离;在e处点燃气体之前应检验气体的纯度,防止爆炸。答案:(1)酒精喷灯烧杯(2)盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分馏(3)H2、CH4、CH2CH2、CO淡蓝色(4)检验气体的纯度9.A煤中不含苯和甲苯,而是煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化得到煤焦油等物质,煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物,煤焦油在一定温度下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯等,故A错误;煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物,故B正确;煤中含有硫元素,燃烧煤时会产生二氧化硫,煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气,故C正确;煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下发生的,得到焦炭等产品,故D正确。10.D将煤隔绝

14、空气加强热使其分解,可得到多种物质,属于化学变化,A项正确;氨水的pH7,煤焦油居于水层以下,苯及二甲苯等居于水层以上,B项正确;所得的产物有焦炉气(含有甲烷、氢气、乙烯、一氧化碳等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合物)、粗氨水(溶于水)、焦炭等,焦炉气中的氢气等可以还原氧化铜,且易燃,C项正确;由于煤焦油中含多种物质成分,属于混合物,D项错误。11.B组装好实验装置后,要先检验装置的气密性,再加入药品,A正确;试管中酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,溶液褪色说明MnO4-被还原为Mn2+,烯烃发生了氧化反应,B错误;、试管中溶液褪色,说明石油经催化裂化生成了不饱和烃,C正确;试管中盛有溴的四氯

15、化碳溶液,可与反应生成的烯烃发生加成反应,D正确。12.【解析】(1)有机物A为CH2CH2,与H2O的加成产物为CH3CH2OH,故为加成反应。(2)注意官能团有两个,碳碳双键和醛基。(3)A与B分别含OH和COOH,它们可发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。(4)乙烯生成聚乙烯为乙烯的加聚反应。答案:(1)加成反应(2)碳碳双键、醛基(3)CH2CHCOOH+CH3CH2OHCH2CHCOOCH2CH3+H2O取代反应(或酯化反应)(4)nCH2CH2 13.【解析】(1)根据反应原理,混合气体的组成存在三种情况,第三种情况的气体组成为CO、H2、H2O、CO2。(2)为了验证混合气中含CO、H2

16、、H2O、CO2,实验仪器的先后连接顺序为检验水检验二氧化碳除掉二氧化碳除掉水还原装置检验水检验二氧化碳,仪器连接顺序为混合气体dcijghefab(或ba)dcij。(3)仪器A用于检验氢气或一氧化碳,仪器A中药品可以选用氧化铜,利用加热条件下氢气、一氧化碳还原氧化铜完成检验,反应的化学方程式为CuO+H2Cu+H2O,CuO+COCu+CO2。(4)白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色,所以可在装置B中加入无水硫酸铜,通过观察颜色是否改变来确定气体中是否有水蒸气。(5)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,可在装置最后的导气管口处放一个点燃的酒精灯,利用燃烧的方法消除CO的污染。答案:(1)该气体是CO、H2、H2O、CO2(2)ijghefab(或ba)dc(3)氧化铜(或其他合理答案)CuO+H2Cu+H2O,CuO+COCu+CO2(与前一空对应即可)(4)无水硫酸铜检验气体中是否有水(5)可在装置最后的导气管口放一燃着的酒精灯将气体燃烧(或其他合理答案)