3.2.1 从天然气、石油和煤中获取燃料课时作业2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修2

高中化学必修2PAGEPAGE1第2节从化石燃料中获取有机化合物第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料A组基础对点练题组一化石燃料与燃料燃烧1．下列说法中不正确的是()A．天然气、沼气的主要成分是甲烷B．煤矿中的“瓦斯”爆炸是一定含量的甲烷在空气中遇明火燃烧所致C．“西气东输”中所说的气是指天然气D．以液化石油气做燃料的炉灶改用天然气做燃料时，应增大空气的进入量答案D解析甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。“西气东输”就是将新疆等地的天然气，输送到长江三角洲。液化石油气的主要成分为丙烷，C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up7(点燃))3CO2＋4H2O，CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，根据燃烧方程式知相同体积的丙烷耗氧量大于甲烷，故D项错误。2．城市居民用的石油气主要成分是丁烷，在使用过程中，常有一些液态杂质沉积于钢瓶中，这种杂质可能是()A．丙烷和丁烷 B．乙烷和丙烷C．乙烷和戊烷 D．戊烷和己烷答案D解析常温下，分子中含碳原子数不大于4的烃以气体形式存在，故液态杂质分子中的碳原子数必大于4，故选D项。3．等质量下列燃料，完全燃烧时，消耗氧气最多的是()A．天然气(CH4)B．液化石油气(主要成分C4H10)C．汽油(主要成分C8H18)D．柴油(主要成分C11H24)答案A解析分子组成为CnHm的烃，m∶n的值越大，即含氢的质量分数越大，在质量相同时耗氧量越多。在四种烃中，CH4中m(H)∶m(C)的值最大，故其完全燃烧消耗氧气最多。题组二石油分馏、裂化及煤的综合利用4．石油在常压下分馏，得到的主要产品是()A．汽油、煤油、柴油、重油B．煤油、柴油、重油、渣油C．柴油、重油、石蜡、润滑油D．凡士林、石蜡、沥青、石油焦答案A5．关于石油的炼制的说法正确的是()A．石油的炼制过程都是化学变化的过程B．石油分馏的目的是将含有碳原子数较多的烃先气化，经冷凝而分离出来C．石油经过常压、减压分馏、裂化等工序后即能得到纯净物D．石油经分馏得到的各馏分仍然是多种烃的混合物答案D解析石油的分馏为物理变化，故A错误；石油的分馏是含有碳原子较少的烃先气化，再冷凝分离出来，故B错误；石油裂化、分馏所得产品都是混合物，故C错误。6．为了缓解石油供应紧张，把煤转化成燃油，以下说法正确的是()A．煤和石油都是主要由碳、氢元素组成的，可以通过物理方法让煤转变成燃油B．氢化法使煤转化成燃油是液氢溶解煤粉得到燃油的方法C．气化—液化法把煤转化成燃油是先让煤转化成水煤气，然后让CO和H2在一定条件下合成燃油D．煤转化成燃油的实质是提高煤中的碳原子数与氢原子数的比值答案C解析煤转化成燃油是通过化学方法提高煤中氢原子数与碳原子数的比值，氢化法使煤转变成燃油的过程是让煤在高温下经催化剂催化进行加氢解聚反应，气化—液化法实质上是先让煤与H2O(g)反应生成CO和H2，再发生反应：nCO＋2nH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))(CH2)n＋nH2O,2nCO＋nH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))(CH2)n＋nCO2。题组三化石燃料燃烧与环境污染7．天然气的主要成分——CH4，是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2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()①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇A．①②③B．①②④C．③④D．②③答案B解析①天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，产物无污染，是相对清洁的能源；②CH4和CO2的摩尔质量相比较，CO2的大，则等质量的CH4产生温室效应更大；③天然气燃烧产物为CO2和水，不会导致酸雨；④CH4可以和H2O反应生成CO和H2，进一步合成NH3或CH3OH，综上所述，选B项。8．下列说法不正确的是()A．采用原煤脱硫技术，可减少燃煤燃烧时产生的SO2B．自来水可用氯气来杀菌消毒，说明氯气无毒C．氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨D．化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应答案B9．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是()A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物B．大气污染主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理D．减少化石燃料燃烧，大力发展新能源，是保障“碧水蓝天”的根本措施答案C解析C项，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的影响，错误。10．随着国家“西气东输”二线工程的贯通，以国外气源为主的天然气管道南达香港，东至上海。(1)天然气的主要成分是________。(2)在一碳化工中，天然气重整的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类。根据CO、H2、CH4燃烧的化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是________(填“增大”或“减小”)进风口，如不作改进可能产生的不良结果是______________________________________________。答案(1)CH4(或甲烷)(2)CH4＋H2Oeq\o(→,\s\up7(高温))3H2＋CO(3)天然气增大氧气供给不足，甲烷燃烧不充分，生成有毒气体，如CO解析(1)天然气的主要成分是甲烷。(2)甲烷的重整反应为CH4＋H2Oeq\o(→,\s\up7(高温))3H2＋CO。(3)燃烧的反应为2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2,2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O，CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。2molCO、H2燃烧各需要1molO2，而1molCH4燃烧需要2molO2。因此，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是天然气。燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是增大进风口，如不作改进，氧气供给不足，甲烷燃烧不充分易生成有毒气体，如CO。B组综合强化练1．为缓解能源紧张，部分省市开始推广使用车用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料，下列各说法中正确的是()A．乙醇汽油是纯净物，汽油是混合物B．推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放C．推广使用乙醇汽油是为了减少化石燃料消耗D．用粮食生产乙醇是开发新能源的发展方向答案C解析乙醇汽油、汽油都是混合物，故A错误；乙醇燃烧产生CO2，不能减少温室气体排放，故B错误；推广乙醇汽油是为了减少对石油的消耗，故C正确；用植物的秸杆生产乙醇是新能源的发展方向，用粮食会造成巨大浪费，故D错误。2．在常温常压下将10mL某裂解气中的一种成分与70mL氧气混合，点燃使之充分燃烧后，恢复至原状况，气体体积变为55mL，则该成分可能是()A．CH4B．C2H6C．C2H4D．C3H8答案B解析据烃燃烧通式：CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2OΔV＝1＋eq\f(y,4)1025有1＋eq\f(y,4)＝2.5，所以y＝6，故选B。3．下列有关石油和煤炼制的说法正确的是()A．煤的气化就是将煤在高温下由固态转化为气态的物理过程B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤的液化是化学变化C．石油的分馏和裂化都是物理变化D．石油裂解的目的是除去石油中的杂质答案B解析煤的气化是将煤在高温下和水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气，化学方程式为C＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，煤的液化是将煤气化后的产物一氧化碳和氢气在一定条件下再合成甲醇或烃的过程，故A项错误、B项正确；石油的分馏是物理变化，裂化是化学变化，C项错误；石油裂解的目的是获得短链不饱和烃，D项错误。4．下列说法错误的是()A．石油的分馏、裂化不都是化学变化B．煤不仅仅用于燃烧，还是获取有价值的化工原料的来源C．石油经过常、减压分馏及裂化等工序炼制后即能获得纯净物D．煤通过液化和气化处理能减少环境污染答案C解析石油的分馏为物理变化，裂化是化学变化，故A项正确；煤是获取有价值化工原料的重要来源，应提高煤的利用价值，故B项正确；石油分馏及裂化的产品也为混合物，故C项错误；煤通过液化和气化处理可提高煤的利用率，减少环境污染，故D项正确。5．两种气态烃以一定比例混合，在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体总体积仍是10L，下列混合烃中不符合此条件的是()A．CH4、C2H4 B．CH4、C3H6C．C2H4、C3H4 D．C2H2、C3H6答案B解析题述反应前后气体的体积不变，烃类物质完全燃烧的通式为CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，因为105℃时，生成的H2O是气体，则1＋(x＋eq\f(y,4))＝x＋eq\f(y,2)，解得y＝4，即氢原子平均数为4的混合烃符合题意，而CH4、C3H6无论按什么比例混合，均不能使氢原子平均数为4；C2H2、C3H6只有在体积比1∶1混合时H原子平均数才为4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。6．由一氧化碳、甲烷和乙烷组成的混合气体8.96L(标准状况下)，在足量氧气中充分燃烧后，生成的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量氢氧化钠溶液，测知氢氧化钠溶液质量增加26.4g，则原混合气体中乙烷的物质的量()A．等于0.1molB．大于或等于0.2mol，小于0.3molC．等于0.2molD．大于0.1mol，小于0.3mol答案C解析混合气体的物质的量为eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)＝0.4mol，浓硫酸吸收水、NaOH溶液吸收二氧化mol。设一氧化碳、甲烷的总物质的量为xmol，乙烷的物质的量为ymol，则xmol＋ymol＝0.4mol，xmol＋2ymol＝0.6mol，解得x＝y＝0.2，则原混合气体中乙烷的物质的量为0.2mol，C项正确。7．(1)完全燃烧0.1mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱溶液，实验结束后，称得浓硫酸质量增加9g，浓碱溶液质量增加17.6g。该烃的化学式为__________，并写出其所有可能的结构简式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为________________。(3)在120℃和101kPa的条件下，某气态烃和一定质量的氧气混合，点燃，完全反应后再恢复到原来的温度时，气体体积不变，则该烃分子内的氢原子个数________(填字母)。A．小于4 B．大于4C．等于4 D．无法判断答案(1)C4H10CH3—CH2—CH2—CH3、(2)C9H20(3)C解析(1)浓硫酸的作用是吸收H2O，浓硫酸增加的质量为H2O的质量，根据氢元素守恒，烃中n(H)＝eq\f(9g,18g·mol－1)×2＝1mol；浓碱溶液吸收的是CO2，浓碱溶液增加的质量为CO2的质量，根据碳元素守恒，烃中n(C)＝eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，因此1mol该烃中含C的物质的量为4mol，含H的物质的量为10mol，即该烃的分子式为C4H10，其同分异构体为正丁烷和异丁烷，相应的结构简式分别是CH3—CH2—CH2—CH3、。(2)根据烷烃的通式CnH2n＋2，相对分子质量为128，即14n＋2＝128，解得n＝9，故该烷烃的分子式为C9H20。(3)烃燃烧的通式：CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，温度高于100℃时，水以气态形式存在，反应前后气体体积不变，即1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，解得y＝4，即该烃分子内的氢原子个数为4。8．烃是一类重要的有机物。(1)验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是______(填字母)。A．只测定它的C、H比B．只要证