2024-2025学年新教材高中化学第八章化学与可持续发展第一节第2课时煤石油和天然气的综合利用课时作业含解析新人教版必修2

PAGE13-第2课时煤、石油和自然气的综合利用学问点一煤的综合利用1.有关煤的叙述中不正确的是()A．煤是由无机物和有机物所组成的困难的混合物，主要含有碳元素B．在物质变更类型上，煤的干馏包含了物理变更和化学变更C．煤是由古代动植物遗体埋在地壳中经过一系列特别困难的变更而形成的D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义2．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削减二氧化硫的产生，避开造成“酸雨”；③削减有毒的一氧化碳产生，避开污染空气；④削减二氧化碳的产生，避开“温室效应”。A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④3．煤是重要的能源和化工原料，干脆燃烧既奢侈资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，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过程涉及化学变更和物理变更②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变更但没有物理变更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．②③④4．下列不属于煤的综合利用的是()A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭B．在确定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C．煤变为煤饼作燃料D．将煤干馏制得甲苯和乙烯5．下列有关说法正确的是()A．煤中含有苯和甲苯，可用先干馏后蒸馏的方法把它们分别出来B．煤制煤气是物理变更，是高效、清洁地利用煤的重要途径C．煤经气化和液化两个物理变更过程，可变为清洁能源D．煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程6．下列说法正确的是()A．煤是一种可再生能源B．煤的干馏就是加热除去煤中的水分，得到干燥的炭C．以煤为主要原料，可以合成甲醇D．煤干馏得到的焦炉气不能与溴水反应而使溴水褪色7．(双选)下列有关说法不正确的是()A．煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧B．大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物称为PM2.5，PM2.5也称为可吸入肺部颗粒物，不仅会造成空气污染，还威逼着人类健康，应加强监测和治理C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变更过程D．煤经过气化和液化两个化学变更，可变为清洁能源8．有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是()A．煤和水煤气均是可再生能源B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程D．煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法学问点二石油和自然气的综合利用9.《汉书》中“高奴县有洧水可燃”，沈括在《梦溪笔谈》对从地表渗出的、当地人称为“石脂”或“洧水”的运用有“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆，松果不及也，此物必大行于世”的描述，关于上文，下列说法中正确的是()A．“洧水”的主要成分是油脂B．“洧水”的主要成分是煤油C．“洧水”的主要成分是石油D．其烟的主要成分是木炭10.“可燃冰”是自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0.1m3固体“可燃冰”能释放20mA．“可燃冰”释放的甲烷属于烃B．“可燃冰”是水变油，属于化学变更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”11．石油化工专家闵恩泽院士获2007年度国家最高科学技术奖。他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者，他研制的多种石油炼制催化剂极大地降低了我国石油化工产品的成本。下列说法中正确的是()A．硫酸的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标记B．石油裂化的主要目的是为了获得短链的不饱和烃C．臭氧空洞的形成与化石燃料煤、石油的大量运用无关D．石油的主要成分是碳氢化合物12．下列说法正确的是()A．石油是混合物，汽油是纯净物B．沸点：汽油>煤油>柴油>润滑油C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同D．石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解属于化学过程13．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分子变成相对分子质量较小分子的过程B．石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先汽化，经冷凝而分别出来C．石油经过分馏、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不饱和烃D．石油经分馏得到的各馏分仍旧是多种烃的混合物14．石油催化裂化和裂解的目的是()A．使长链烃分子断裂为短链烃分子B．使直链烃转化为芳香烃C．除去石油中的杂质D．前者是提高汽油的产量和质量，后者是得到短链的不饱和气态烃，供应有机化工原料15.(双选)如图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中()A．a的沸点最低B．b的熔点最高C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物16．自然气的主要成分——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。下列是有关自然气的几种叙述，其中正确的是()①自然气与煤、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燃烧自然气也是形成酸雨的缘由之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。A．①②③B．①②④C．③④D．②③关键实力综合练进阶训练其次层一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．下列关于煤、石油、自然气等资源的说法正确的是()A．干馏所得气体中只含无机气体B．自然气、石油液化气是清洁的化石燃料C．石油裂解气中主要成分为甲烷D．石油产品都能发生加聚反应2．下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是()A．通过催化重整，可从石油中获得环状烃B．金属铝的冶炼可实行电解熔融氯化铝的方法C．石油的裂化和裂解属于化学变更而煤的液化、气化属于物理变更D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得3．蒸馏、分馏和干馏是化工生产的三种生产工艺，下列有关说法正确的是()A．三种工艺均需采纳加热和冷却装置B．试验室中进行这三种操作时均需在烧瓶中进行C．三种工艺均是物理变更过程D．三种工艺均是化学变更过程4．下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是()A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程B．煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变更过程D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油5．下列说法错误的是()eq\x(石油)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(分馏产品)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(乙烯)(脱水脱盐)A．①主要发生物理变更B．②为石油的裂解，裂解时发生化学变更C．石油分馏可得到甲烷、乙烯等气态烃D．②采纳的温度比①的高二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。6．下列说法不正确的是()A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的蒸馏得到汽油B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．煤是由有机物和无机物组成的困难的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分别出来7．下列关于煤的干馏的叙述正确的是()A．煤加强热而分解的过程就叫煤的干馏B．煤干馏可以得到冶金用的优质焦炭C．煤的干馏和石油的分馏的本质区分：干馏是化学变更，而分馏是物理变更D．酚类、萘可由煤的干馏得到，其存在于煤干馏所得的焦炉气中8．煤、石油、自然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位，下列说法正确的是()A．汽油都是石油的分馏产品，乙烯是石油裂化产品B．1mol煤干馏所得的焦炭，最多可获得合成氨所需的1molH2C．我国西气东输只是为了改善上海等地空气质量D．石油裂解产品丙烯合成高分子聚合物，其原子利用率为100%9．试验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分，装置如图所示。下列说法不正确的是()A．沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出B．蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴沸C．冷凝管中的冷凝水应当从a口进b口出D．温度计水银球的上限和蒸馏烧瓶支管口相平三、非选择题10．已知A、B、F是家庭中常见的有机物，E是石油化工发展水平的标记，F是一种常见的高分子材料。依据下面转化关系回答下列问题：(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为________、________。(2)下列物质中沸点最高的是________。A．汽油B．煤油C．柴油D．重油(3)在①～⑤中属于取代反应的是________；原子利用率为100%的反应是________(填序号)。(4)写出A、F的结构简式：A____________________、F____________________。(5)作为家庭中常见的物质F，它给我们带来了极大的便利，同时也造成了环境污染，这种污染称为________________。学科素养升级练进阶训练第三层1．(素养题——科学看法与社会责任)“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来供应的：C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2。下列关于该过程的说法不正确的是()A．煤的气化可以削减煤干脆燃烧对环境造成的粉尘污染B．第一个反应须要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，利用率高D．上述两个反应，反应后的混合体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体2.如图是试验室模拟煤的干馏的试验装置，下列有关叙述错误的是()A．图示试验中发生了化学变更B．试验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等C．气体Z易燃，可以还原氧化铜D．液体Y是一种纯净物3．某探讨性学习小组在试验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：下列说法错误的是()A．加药品前必需检查装置的气密性B．加热一段时间后视察到试管B、C中溶液颜色褪去，证明B、C中均发生了加成反应C．试验证明石油经催化裂化生成了不饱和烃D．试管C中可能发生了如下反应：CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br4．煤气化是有效利用化石能源的手段之一，有关反应为①C＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2、②CO＋H2Oeq\o(,\s\up7(确定条件))CO2＋H2，获得的气体称为水煤气。某探讨性学习小组为探究气体的成分，进行了如下试验。【试验】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：____________________________________。【设计试验方案，验证假设】拟用图中供应的仪器，选择必要的试剂，设计一个试验，验证上述假设3。(加热装置和导管等在图中略去，试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依次(仪器可重复运用)：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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【思索与沟通】(5)本试验的尾气须要处理，处理的方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第2课时煤、石油和自然气的综合利用必备学问基础练1．答案：D解析：煤是由困难的有机物和无机物组成的混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素，A正确；煤的干馏包含了物理变更和化学变更，B正确；煤是由古代动植物遗体埋在地壳中经过一系列特别困难的变更而形成的，C正确；煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大，D不正确。2．答案：A解析：将煤块粉碎，目的是使煤充分燃烧，提高煤的利用率，①正确；对煤进行脱硫处理，目的是削减煤燃烧过程中产生过多的二氧化硫，②正确；将煤在适当过量的空气中燃烧，是使煤充分燃烧，削减一氧化碳的产生，减轻空气污染，但不会削减二氧化碳的产生，无法避开“温室效应”，③正确，④错误。3．答案：C解析：煤粉加压气化法是让煤变成以CO和H2为主要成分的合成气，此过程涉及化学变更和物理变更，削减了污染，提高了煤的利用率，①③④正确。4．答案：C解析：将煤干馏制得煤焦油和焦炭，发生了化学反应，A属于煤的综合利用；在确定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，发生了化学反应，B属于煤的综合利用；煤变为煤饼作燃料，只是其物理形态发生变更，但并未变更其成分及结构，C不属于煤的综合利用；将煤干馏制得甲苯和乙烯，发生了化学变更，D属于煤的综合利用。5．答案：D解析：煤中不含有苯和甲苯，苯和甲苯是煤的干馏产物，A错误；煤的气化是将固态煤转化为一氧化碳和氢气等气体燃料(由煤制煤气)的过程，煤的液化是将煤转化成甲醇等液态物质的过程，二者都属于化学变更，其产物都是清洁能源，B、C错误，D正确。6．答案：C解析：煤是一种不行再生能源，A错误；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解，干馏属于化学变更，B错误；煤的液化就是合成液体燃料，即以煤为主要原料，可以合成甲醇，C正确；煤干馏得到的焦炉气主要成分为氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳，因含有乙烯故能使溴水褪色，D错误。7．答案：AC解析：煤的气化是将固态煤转化为气体燃料(一氧化碳和氢气)的过程，煤的液化是将煤转化成甲醇等液态物质的过程，二者都属于化学变更，其产物都是清洁能源，A、C错误，D正确；大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物称为PM2.5，PM2.5也称为可吸入肺部颗粒物，不仅会造成空气污染，还威逼着人类健康，所以被确定为空气污染物，须要加强监测和治理，B正确。8．答案：D解析：煤属于不行再生能源，A错误；苯、甲苯等是煤干馏过程中生成的新物质，B错误；干馏是在隔绝空气的条件下进行的，否则煤就会在空气中燃烧，C错误；煤的综合利用有煤的气化、液化、干馏，D正确。9．答案：C解析：“洧水”的主要成分是石油，石油是烃的混合物，不是油脂，A、B错误，C正确；烟的主要成分是碳粒，D错误。10．答案：B解析：“可燃冰”是自然气，与水的混合物，水不能变为油，B不正确。11．答案：D解析：乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标记，A错误；石油裂化的主要目的是为了得到高质量的汽油，B错误；臭氧空洞的形成主要与氟氯代烃的运用和氮氧化合物的排放有关，氮氧化合物主要来自煤、石油的燃烧及汽车尾气的排放，C错误；石油是多种碳氢化合物组成的混合物，D正确。12．答案：D解析：石油、汽油都是混合物；沸点：汽油<煤油<柴油<润滑油；直馏汽油多为饱和烃，而裂化汽油含有不饱和烃，两者组成上不完全相同；石油的分馏是利用各组分沸点的不同进行分别的过程，是物理变更过程，而裂化和裂解是将碳原子多的烃转化为碳原子少的烃，是化学变更过程。13．答案：D解析：石油的炼制包括分馏、裂化和裂解，裂化是在确定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃，裂解则为深度裂化，A错误；石油分馏的目的是将石油分成多种在确定沸点范围内的馏分，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；石油分馏得到的各馏分中含有多种烃类物质，是混合物，D正确。14．答案：D解析：石油催化裂化的目的是提高汽油的产量和质量，石油裂解的目的是获得短链的不饱和烃，作化工原料，D正确。15．答案：AC解析：在分馏塔中，位置越高温度越低，石油蒸气在上升途中会逐步液化、冷却及凝聚成液体馏分，易挥发的沸点较低、较轻的馏分先出来，确定在最高处，也就是说分馏塔中出口越低，分馏出的馏分的沸点越高，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，平均分子量越大，即平均相对分子质量a<b<c，A、C正确，B错误；从分馏塔各个出口出来的馏分都为混合物，D错误。16．答案：B解析：自然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源，①正确；CH4的摩尔质量为16g·mol－1，CO2的摩尔质量为44g·mol－1，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2，②正确；自然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨，③错误；由CH4的用途可知④正确。关键实力综合练1．答案：B解析：煤干馏所得的气体中含有CH4等有机物气体，A错误；自然气、石油液化气的主要成分为碳氢化合物，燃烧充分，生成物为CO2和H2O，为清洁的化石燃料，B正确；石油裂解气的主要成分有乙烯、丙烯、甲烷、乙烷等，C错误；石油加工得到的产品烷烃不能发生加聚反应，D错误。2．答案：A解析：通过催化重整，可从石油中获得环状烃，如芳香烃，A正确；熔融的氯化铝不导电，金属铝的冶炼可实行电解熔融氧化铝的方法，B错误；石油的裂化和裂解、煤的液化和气化均属于化学变更，C错误；煤干馏得到煤焦油中含有芳香烃，可用分馏的方法从煤焦油中获得芳香烃，但煤中不含有苯、甲苯、二甲苯等有机物，D错误。3．答案：A解析：蒸馏、分馏和干馏是三种工艺均需采纳加热和冷却装置，蒸馏、分馏属于物理过程，干馏是化学过程，A正确；试验室中进行这三种操作时，蒸馏、分馏均需在蒸馏烧瓶中进行，而煤的干馏须要在耐高温的仪器中进行，B错误；三种工艺中蒸馏、分馏属于物理过程，干馏是化学过程，C、D错误。4．答案：C解析：煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等，A正确；煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程，B正确；煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2)的过程，属于化学变更，C错误；石油的催化裂化是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程，从而获得轻质油，D正确。5．答案：C解析：①为石油的分馏，石油的分馏是物理变更，A正确，②为石油的裂解，裂解是化学变更，B正确，石油分馏不能得到甲烷和乙烯，C错误，裂解所需温度比裂化和分馏的都要高，D正确。6．答案：AD解析：石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，石油主要由液态烃构成，也溶有少量气态烃和固态烃，石油中确定含有C5～C11的烷烃，通过石油的分馏可以得到汽油、煤油等产品，而不是蒸馏，A错误；C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到短链烃，如汽油，B正确；煤是由有机物和无机物组成的困难的混合物，C正确；煤中并不含有苯和甲苯，煤经过干馏发生困难的物理、化学变更后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的困难混合物，在170℃以下蒸馏出来的馏出物里主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，D错误。7．答案：BC解析：煤的干馏要在隔绝空气的条件下加强热，A错误；煤干馏的主要产物是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油等物质，B正确；煤干馏时发生了分解反应，是化学变更，而石油的分馏仅仅是利用沸点不同而分开液体混合物中的各成分，是物理变更，C正确；酚类、萘主要存在于煤焦油中，D错误。8．答案：D解析：石油裂化也可得到汽油，A错误；依据反应：C＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋H2，可见1molC最多可获得2molH2，B错误；西气东输是具有综合效应的，不仅仅是改善空气质量，C错误；CH3CH=CH2发生聚合反应生成聚丙烯，加聚反应的原子利用率为100%，D正确。9．答案：C解析：在蒸馏时，石油的温度渐渐上升，沸点较低的先气化馏出，所以沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出，A正确；沸石具有防暴沸作用，所以蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴沸，削减平安事故的发生，B正确；冷凝管中水采纳逆流方式，所以冷凝水应当b为进水口、a为出水口，C错误；温度计测量馏分温度，则温度计水银球和蒸馏烧瓶支管口处相平，D正确。10．答案：(1)分馏裂解(2)D(3)①②③④⑤(4)CH3COOHCH2—CH2(5)白色污染解析：石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品，而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品，而E是石油化工发展水平的标记，故E为乙烯，则F为聚乙烯，B为乙醇。由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯，且A为家庭中常见有机物，故A为乙酸，C为乙酸乙酯。学科素养升级练1．答案：B解析：虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到的气态燃料的利用率高，且较清洁，故从总体来看煤气化后运用是较合理的，B项错误，A、C项正确。D项，因反应C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2中的氧气用