新教材人教版必修2第八章第一节第二课时煤石油和天然气的综合利用学案

第二课时煤、石油和天然气的综合利用［明确学习目标］1.了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。2.了解以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。3.了解节约能源和防止污染的重要性。1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料(1)煤的组成和加工①煤的组成②煤的加工方法及产品(2)天然气的组成和利用21世纪的高效清洁能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物，组成可表示为暨(3)石油的组成和加工2.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料四塑料、一合成橡胶、四合成纤维这三大合成材料,主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。.下列变化不属于化学变化的是()A.煤的干储B.石油分镭C.由乙烯制聚乙烯D.重油裂化答案B.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()A.将煤干窗制得煤焦油和焦炭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答案C.下列说法中不正确的是()A.与煤、石油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料B.乙醇是一种可再生能源，它作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环二、选择题（本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意）10.如图所示是石油分福塔的示意图，a、b、c三种福分中（）c的沸点最高b的沸点最低c的平均相对分子质量最大D.每一种僧分都是纯净物答案AC解析石油分储得到的每一种僧分都是混合物，a、b、c三种做分中，a储分的沸点最低，c镭分的沸点最高，沸点最高的得分含碳原子数最多，即平均相对分子质量最大。H.关于石油炼制的说法正确的是（）A.石油的炼制过程是将相对分子质量较大的分子变成相对分子质量较小的分子的过程B.石油分僧的目的是将含碳原子数较多的煌先汽化，经冷凝而分离出来C.石油经过分镭、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不饱和燃D.石油经分镭得到的各福分仍然是多种烧的混合物答案D解析石油的炼制包括分储、裂化和裂解等；石油的裂化、裂解是将相对分子质量大的分子变成相对分子质量较小的分子，石油的分锚为物理变化，A错误;石油分缁是将含碳原子数较少的煌先汽化，经冷凝而分离出来，B错误；石油经过裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等，石油经催化重整可得到苯和甲苯等，C错误;石油分屈得到的各僧分中含有多种煌类物质，是混合物，D正确。12.天然气的主要成分一CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和COz产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是（）A.天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源B.等质量的CE和CO2产生的温室效应是前者小C.燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一CH’作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇答案AD解析A项，天然气与煤、柴油相比，是相对清洁的能源；B项，CK的摩尔质量为16g•morlCO2的摩尔质量为44g.mol-,则等质量时，CH,产生的温室效应大于CO2；C项，天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知D正确。.煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”将煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量290%),把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是()①煤粉加压气化制备合成气的过程涉及化学变化和物理变化②煤粉加压气化制备合成气的过程仅涉及化学变化③该技术实现了煤的清洁利用④该技术实现了煤的高效利用A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案C解析煤粉加压气化制备合成气的过程将煤变成了以CO和H2为主要成分的合成气，此过程涉及化学变化和物理变化，减少了煤直接燃烧造成的污染，提高了煤的利用率。三、非选择题.由石油裂化和裂解得到的乙烯、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的化学方程式是,反应类型是O(2)由A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是,反应类型是⑶由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是催化剂答案(1)CH2=CH2+H2O——ACH3CH2OH加成反应加热、加压浓硫酸(2)CH2=CHCOOH+CH3CH2OH△CH2=CHCOOCH2CH3+H2O取代反应(或酯化反应)催化剂(3)"CH2=CH2——ACH2—CH2解析类比制取乙酸乙酯的反应可知有机物A为CH3CH2OH,B为CH2=CHCOOH,故A为乙烯与H2O发生加成反应的产物。聚乙烯是以乙烯为单体，通过加聚反应制得的。.将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮的氧化物等物质，造成严重的环境污染。煤的干僧是提高煤的利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干僧的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：(1)煤干帽的条件是o⑵实验后检验有粗氨水生成的操作是(3)已知CO不能使溪水褪色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入滨水中，发现溪水褪色，则说明煤的干僧产生了o(4)点燃尾气，火焰的颜色为。答案(1)隔绝空气加强热(2)将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成(3)乙烯等不饱和烧类物质(4)淡蓝色解析(1)根据煤干僧的定义可知其条件为隔绝空气加强热。⑵可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出。⑶漠水褪色，证明煤干僧过程产生了乙烯等不饱和烧类物质。(4)CO、CH,、H2等气体燃烧时火焰呈淡蓝色。高温.煤气化是有效利用化石能源的手段之一，有关反应为①C+H20(g)M^一定条件C0+H2、②C0+H20(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、H2Oo假设2：该气体是C02、H2、H2Oo(1H段设3：o【设计实验方案，验证假设】拟用图中提供的仪器，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fdeffffffijo(3)仪器A中需加入的试剂名称是,其中反应的化学方程式可能有(4)仪器B中需加入试剂的名称是,其作用是o【思考与交流】(5)本实验的尾气需要处理，处理的方法为答案（1）该气体是CO、H2、H2O、CO2（2）ijghefabde△△⑶氧化铜（或其他合理答案）CuO+H2-Cu+H2OxCuO+CO-Cu+C02(4)无水硫酸铜检验混合气体中是否有水(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)解析(1)根据反应原理，混合气体组成存在三种情况，第三种情况的气体组成是CO、H2、H2。、CO2o(2)为了验证混合气中含CO、H2、H2O、CO2,实验仪器的先后连接顺序为检验水分一检验二氧化碳一除掉二氧化碳一除掉水分一还原装置一检验水分一检验二氧化碳，仪器连接顺序为混合气体一dc-ij-gh-effab-dc-ij。(3)仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，利用氢气、一氧化碳△加热还原氧化铜完成检验，反应的化学方程式为CuO+H2=Cu+H2O,CuO△+CO^====Cu+CO?©(4)白色的无水硫酸铜遇水后变成蓝色，所以可在装置B中加入无水硫酸铜(CuSO4),通过观察颜色是否改变来确定混合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的污染等。C.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义答案D将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()①使煤充分燃烧，提高煤的利用率②减少SCh的产生，避免造成“酸雨”③减少有毒的co产生，避免污染空气④减少C02的产生，避免“温室效应”A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④答案A某同学设计了如图所示装置进行石油分僧的实验。(1)指出实验装置中仪器A、B、C、D的名称：A、B、C、D<>(2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正。错误：①；②O改正：①；②O答案(1)蒸僧烧瓶冷凝管牛角管锥形瓶(2)错误：①温度计水银球伸入液面以下②冷凝管水流方向是上口进水、下口出水改正：①温度计水银球应与蒸僧烧瓶的支管口相平②冷凝管水流方向是下口进水、上口出水1.化学“三僧”的比较2.化学“两裂”干福蒸播分僧原理隔绝空气、高温下使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸镭原理相同产物产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点相近的各组分组成的混合物反应类型化学变化物理变化物理变化目的：获得短链不饱和烧，特别是乙烯裂解一〔主要产物(三烯二烷)：乙烯、丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷3.注意事项(1)煤干镭时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的僧分仍然是多种姓的混合物。(3)直悟汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直僧汽油的成分为饱和烧，裂化汽油为饱和烧和不饱和燃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应,可使酸性高镒酸钾溶液和溪水褪色。［解析］煤的干僧产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，故A错误；石油的分僧属于物理变化，故B错误；煤通过干镭得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本身不含有苯等芳香烧，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的煌断裂为短链的煌的过程，烂在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。［答案1D［练1］石油裂解的目的和原理是()A.使具有长链的烧深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烧和少量液态B.使直链煌转化为芳香烧C.提高轻质油的产量D.除去石油中的杂质答案A解析石油的催化重整使直链烧转化为环状燃，B错误；石油裂化是为了提高轻质油产量，C错误；D项与石油裂解无关。［练2］下列说法正确的是（）A.煤是各种芳香烧组成的混合物B.煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物C.煤的干僧可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化D.煤里主要含有碳及少量其他元素与矿物，但绝大多数都含硫，在工业上,大量燃烧含硫煤是造成酸雨的主要原因之一答案D解析煤是由无机物和有机物组成的混合物，煤中并无各种芳香烧，而是其发生化学变化以后的干僧产物煤焦油中含有芳香烧。煤中含有的硫在燃烧时转化为SO2,会造成环境问题，故燃烧之前应进行脱硫处理。.煤的干得、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分播属于物理变化。.水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是Hz、CK、C2H八COo.石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和运作化工原料。1.下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是（）A.天然气的主要成分B.石油经过催化裂化的产物C.“西气东输”中的气体D.煤矿中的瓦斯爆炸答案B解析“西气东输”中的气体指的是甲烷，也是天然气的主要成分，瓦斯爆炸是由甲烷燃烧引起的；石油裂化的产物是碳原子数相对较少的烷爆和烯烧，而非甲烷。.气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，例如冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或石油工业获得的是（）A.水煤气B.裂解气C.焦炉气D.氧气答案D解析水煤气是煤气化得到的，焦炉气是煤干僧得到的，裂解气是石油裂解得到的。.下列关于化石燃料的说法错误的是（）A.石油中含有C5〜C”的烷烧，可以通过石油的分僧得到汽油.含C】8以上烷燃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.煤是由有机化合物和无机物组成的复杂的混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以用分僧的方法把它们从煤中分离出来答案D解析A项，石油主要由液态烧构成，也溶有少量气态烧和固态烧，因此通过石油的分僧就可以得到汽油、煤油等分镭产品，正确；B项，采用催化裂化的方法可使长链煌分子断裂为C5〜C”的烧，正确；C项，煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，正确；D项，煤经过干镭发生复杂的物理、化学变化后得到出炉煤气和煤焦油等物质，出炉煤气和煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，而煤中并不含有苯和甲苯，错误。.煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是（）A.塑料B.合成橡胶C.淀粉D.合成纤维答案C解析淀粉是天然高分子，其他都是以煤、石油、天然气为主要原料通过人工合成的。.如图所示为实验室模拟工业上催化裂化的装置示意图，根据图示回答下列问题。(1)工业上石油裂化的主要目的是O(2)A中氧化铝的作用是,B中冷水的作用是o(3)C中得到的液体具有汽油的气味，该液体(填“能”或“不能”，下同)通过化学反应使溟水褪色，而通过石油分僧得到的汽油通过化学反应使溟水褪色。(4)D中酸性高镒酸钾溶液褪色，说明石蜡裂化时除有液态不饱和燃生成外，还有生成。答案(1)提高汽油的产量(2)催化剂使裂化汽油冷凝为液体(3)能不能(4)气态不饱和晚解析(1)由于从原油中分储得到的直谓汽油产量少，为了提高汽油的产量，故采用裂化的方法来提高汽油的产量。(2)石蜡的裂化需要在催化剂的作用下进行，故氧化铝作催化剂，由于裂化的温度较高，裂化后得到的是气态产物，用冷水冷却得到液态汽油。(3)由于裂化汽油中有不饱和烧，故能发生加成反应使滨水褪色；通过石油分播得到的汽油中不含烯煌或快烧，故不能通过化学反应使溟水褪色。(4)由于D中酸性高镒酸钾溶液褪色，说明有气态不饱和燃生成。课时作业一、选择题(本题共9小题，每小题只有1个选项符合题意).下列变化不属于化学变化的是()A.煤的干僧B.石油分储C.由乙烯制聚乙烯D.重油裂化答案B解析石油的分镭是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程，属于物理变化。.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（）A.石油裂化得到的汽油是纯净物B.石油产品都可用于聚合反应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答案C解析裂化汽油是由含碳原子数为5〜11的烷烧和烯煌等组成的混合物，A错误；石油产品中有些不含双键的煌类物质不能用于聚合反应，B错误；以甲烷为主要成分的天然气是一种很好的清洁燃料，C正确；水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，D错误。.有关煤的说法正确的是（）A.煤中含有碳的单质、苯、二甲苯、焦炉气B.煤的干播是物理变化C.煤由复杂的有机物和无机物组成，煤的干僧是化学变化D.煤主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素答案C解析煤主要含有碳元素，同时还含有少量的氢、硫、氧、氮等元素；煤是由复杂的有机物和无机物组成的。煤的干僧可获得焦炭、苯、二甲苯、焦炉气等,属于化学变化。.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.便于分僧C.获得短链不饱和气态燃D.提高汽油的质量答案A解析石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量。.煤在干僧时得到的气态产物是（）A.天然气B.水煤气C.焦炉气D.高炉煤气答案C解析煤干镯时得到的气体是焦炉气，主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳。.我国冀东渤海湾有储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是（）A.石油属于可再生矿物能源B.石油的裂化是物理变化C.石油主要含有碳、氢两种元素D.石油分僧的各僧分均是纯净物答案C解析石油属于不可再生资源，A错误；石油的裂化有新物质生成，属于化学变化，B错误；石油分僧的各僧分为混合物，D错误。.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是（）A.地球上最基本的能源是化学能.太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用C.利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”D.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的