2024-2025学年新教材高中化学第8章化学与可持续发展第1节第2课时煤石油和天然气的综合利用作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE6第2课时煤、石油和自然气的综合利用A组·基础达标1．(2024·广东惠州期末)石油和煤都是重要的化石能源，下列有关石油和煤的叙述正确的是()A．都是纯净物 B．都含有碳元素C．都是可再生能源 D．都有固定的沸点【答案】B2．绿色能源是指运用过程中不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是()①太阳能②风能③潮汐能④煤⑤自然气⑥石油A．①②③ B．③④C．只有④ D．只有①②【答案】A【解析】运用①太阳能、②风能、③潮汐能等不会对环境造成污染，三者均属于绿色能源；④煤、⑤自然气、⑥石油等均是化石燃料，不属于绿色能源。3．下列说法正确的是()A．禁止运用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可削减汽车尾气污染B．聚乙烯可发生加成反应C．煤的干馏和石油的分馏均属化学改变D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯【答案】A【解析】铅是一种重要的污染物，A正确；乙烯经加聚反应生成聚乙烯后，双键变单键，不能发生加成反应，B错误；石油的分馏属于物理改变，C错误；石油分馏得到的是不同沸点范围的混合物，如汽油、煤油、柴油等，只有通过裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质，D错误。4．下列说法不正确的是()A．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠B．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物D．以石油、煤和自然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维【答案】C【解析】植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。5．石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有特别重要的意义。下列说法正确的是()A．煤的干馏产物主要是各类有机物B．石油的分馏、裂化、裂解，煤的干馏都属于化学改变C．从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解【答案】D【解析】煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，A错误；石油的分馏属于物理改变，B错误；煤是由有机物和少量无机物组成的困难的混合物，通过干馏能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，C错误；石油的裂化、裂解是在肯定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程，说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，D正确。6．(1)如下图是石油分馏塔的示意图。关于a、b、c三种馏分，下列说法正确的是________(填字母)。A．a的沸点最高 B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大 D．每一种馏分都是纯净物(2)裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，试验步骤为：①先逐滴加入________，振荡，假如看到________，则证明有__________存在。②接着逐滴加入________至________为止，静置，用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入______________振荡，假如看到__________，则证明裂化汽油中有______________存在。【答案】(1)C(2)①溴水溴水褪色烯烃②溴水不褪色上酸性KMnO4溶液溶液褪色苯的同系物【解析】(1)由题图可知，a先分馏出来，c较a、b最终分馏出来，故熔、沸点凹凸依次为a<b<c，熔、沸点越高，烃中含碳原子数越多，其相对分子质量越大。(2)因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，依据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。①向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。②接着逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，假如溶液紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。7．下图是试验室煤的干馏装置图：(1)指出图中仪器的名称：b__________，c________。(2)仪器d的作用是______________________，c中的液体中无机物里溶有________，可用_________________________检验出来。有机物有________，可以通过________的方法使其中的重要成分分别出来。(3)e处点燃的气体主要成分有_______________________________。(填化学式)，火焰的颜色是____________。(4)反应结束后b中的固体是________。【答案】(1)硬质玻璃管U形管(2)盛装冷水对蒸汽进行冷却氨酚酞溶液煤焦油分馏(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色(4)焦炭【解析】本题是关于煤的干馏试验，依据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处放出的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分别；焦炉气的主要成分有H2、CH4、CH2=CH2、CO，燃烧时呈淡蓝色火焰。8．(2024·河南洛阳期末)煤是一种重要能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，变为清洁能源。由水蒸气和炙热的无烟煤作用可得水煤气，水煤气是混合气体，主要由两种无色无味气体组成，是重要的工业原料。(1)在工业生产水煤气时，燃料层的温度会下降，这说明___________________。(2)提出猜想：水煤气的成分可能是①________和氢气，②________和氢气(填化学式)。提出以上猜想的依据是________________________________。设计试验：请从下列装置中选择一种，设计简洁的试验证明猜想。(3)你选择的装置是(填字母代号)________。(4)试验结论：假如________________________，那么猜想________(填序号)合理。【答案】(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应(2)①CO②CO2化学反应前后元素种类不变(3)B(4)澄清石灰水不变浑浊①(或澄清石灰水变浑浊②)B组·实力提升9．(2024·福建师大附中期末)化学与人类生活、社会可持续发展亲密相关，下列说法正确的是()A．地球上最基本的能源是化学能B．太阳能热水器、沼气的运用、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削减“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能量，而吸热反应没有利用价值【答案】C【解析】地球上最基本的能源是太阳能，A错误；运用太阳能热水器涉及太阳能的利用，不是生物质能的利用，B错误；利用二氧化碳制造全降解塑料能有效削减“白色污染”，C正确；吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，有时须要利用吸热反应汲取热量降低环境温度，有利用价值，D错误。10．下图是试验室模拟煤的干馏的试验装置。下列叙述错误的是()A．上图试验中发生了化学改变B．液体X的pH>7，液体Y是黑色黏稠状的煤焦油C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D．液体Y是一种纯净物【答案】D【解析】煤的干馏产物有NH3，易溶于水而呈碱性，pH>7，同时还生成了煤焦油，它的主要化学成分为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体，A，B正确，D错误；煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的乙烯可使溴水褪色，C正确。11．下列对乙烯和聚乙烯的描述中不正确的是()A．乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物B．乙烯性质比聚乙烯活泼C．取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等D．取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等【答案】D【解析】乙烯聚合成聚乙烯时分子中的碳碳双键被破坏，性质变得稳定，由于相对分子质量变大，所以从气态变为固态。有机高分子都是混合物，A，B正确；由于乙烯和聚乙烯的C、H质量分数分别相等，但相对分子质量不相等，所以两者等质量燃烧时生成CO2、H2O的质量分别相等，等物质的量燃烧时生成CO2、H2O的物质的量不相等，C正确，D错误。12．(2024·上海民本中学期中)以乙烯和丙烯混合物为单体，发生加聚反应，不行能得到的是()A．CH2CH2 B．CH2CH2CH2CH2CH2C．CH2CHCH3CH2CH2 D．CH2CH2CH2CHCH3【答案】B【解析】A项，可由乙烯发生加聚反应得到，不符合题意；B项，主链中不行能有5个碳原子出现，符合题意；C项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意；D项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意。13．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途如下：eq\a\vs4\al(\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(CH2=CH2\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(催化剂/△))有机物A,CH3CH=CH2\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂)),CH2=CHCHO\o(→,\s\up7(氧化),\s\do5(△))有机物B))\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))丙烯酸乙酯,CH2=CHCOOCH2CH3)依据以上材料和你所学的化学学问回答下列问题：(1)由CH2=CH2制得有机物A的化学方程式是_____________________________，反应类型是______________。(2)由A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是_____________________，反应类型是____________。(3)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是______________________。【答案】(1)CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OH加成反应(2)CH2=CHCOOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))H2O＋CH2=CHCOOCH2CH3取代反应(或酯化反应)(3)nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH2CH2【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，合成聚乙烯塑料的化学方程式为nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH2CH2。14．图1是丁烷(C4H10)裂化的试验流程。连接好装置后，需进行的试验操作有：①检查装置的气密性；②排出装置中的空气；③给D、G装置加热等。G后面的装置以及铁架台等已省略；CuO能将烃氧化成CO2和H2O。Al2O3是烷烃裂化的催化剂，裂化反应有C4H10eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH4＋C3H6、C4H10eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))C2H6＋C2H4。请回答下列问题：(1)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式：___________________________。(2)若对反应后E装置中的混合物(溴水足量)按图2所示流程进行试验：①分别操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是________、________(填字母)。a．蒸发 b．过滤c．分液 d．蒸馏②Na2SO3溶液的作用是____________________________(用离子方程式表示)。【答案】(1)CH4＋4CuOeq\o(→,\s\up7(△))4Cu＋CO2＋2H2O(2)①cd②SOeq\o\al(2－,3)＋Br2