2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）课时过程性评价 二十三 煤、石油、天然气的综合利用

二十三煤、石油、天然气的综合利用(30分钟45分)题组过关·夯基础题组一:煤和天然气的综合利用1.(2分)(2024·枣庄高一检测)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是()A.煤和水煤气都属于化石燃料B.煤中含有出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程D.②是煤的气化方式之一【解析】选D。水煤气属于二次能源,不是化石燃料,A错误;煤干馏后能得到出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质,但煤本身并不含这些物质,B错误;①是煤的干馏,需隔绝空气,C错误;煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程,煤干馏得到的焦炭和水蒸气在高温下反应生成水煤气是煤的气化方式之一,D正确。2.(2分)我国研发了自主知识产权的煤液化创新技术,实现了“煤变油”的重大突破。下列叙述错误的是 ()A.煤的组成元素主要是碳,但煤是混合物B.“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物C.煤之所以能变“油”,是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程,发生复杂的物理、化学变化才能实现【解析】选C。煤是有机物和少量无机物组成的混合物;煤之所以能变“油”,是通过煤的液化将煤中的有机物转化为可燃性液体燃油,并不是因为煤中含有汽油、柴油和煤焦油。3.(2分)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。下列叙述不正确的是 ()A.天然气与煤、石油相比是比较清洁的能源B.等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大C.燃烧天然气也是酸雨的成因之一D.用甲烷可生成CCl4【解析】选C。天然气燃烧主要产生CO2和H2O,对环境污染小,与煤、石油相比是比较清洁的能源,A正确;等质量的CH4和CO2相比,前者的物质的量大,由题给信息可知,产生的温室效应前者大,B正确;燃烧天然气对形成酸雨没有影响,C错误;甲烷和Cl2在一定条件下可发生取代反应生成CCl4,D正确。4.(2分)甲烷是一种清洁的化石燃料。下列物质中不含甲烷的是 ()A.天然气B.煤干馏所得的焦炉气C.碳酸氢铵分解得到的气体D.石油裂解所得的气体【解析】选C。天然气的主要成分是甲烷,A不符合题意;煤干馏过程中生成的焦炉气主要成分为氢气和甲烷等,B不符合题意;加热碳酸氢铵会使其分解,产物有氨气、二氧化碳、水,不含甲烷,C符合题意;石油裂解的化学过程是比较复杂的,生成的裂解气是一种复杂的混合气体,它除了主要含有乙烯、丙烯等不饱和烃外,还含有甲烷、乙烷等物质,D不符合题意。题组二:石油的综合利用5.(2分)下列说法正确的是 ()A.石油的炼制过程都是化学变化过程B.石油分馏出来的各馏分仍是多种烃的混合物C.石油经过常、减压蒸馏、裂化等工序炼制后即能制得纯净物D.石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先气化,再经冷凝而分离出来【解析】选B。石油的分馏是物理变化过程,A错误;石油经过常压蒸馏、减压蒸馏、裂化等工序炼制后制得的仍是沸点在一定范围内的多种成分的混合物,C错误;含碳原子数较少的烃沸点低,先气化,石油分馏的目的是将含碳原子数较少的烃先气化,再经冷凝而分离出来,D错误。6.(2分)下列说法错误的是 ()A.石油主要是由烃组成的混合物B.①主要发生物理变化C.②包括裂化、裂解等过程D.③是加成反应,产物名称是二溴乙烷【解析】选D。石油是由多种烃组成的混合物,故A正确;分馏是物理变化,故B正确;由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解,故C正确;乙烯与溴发生加成反应得到1,2-二溴乙烷,故D错误。7.(2分)石油蒸馏装置如图所示,下列说法正确的是 ()A.仪器W的名称:圆底烧瓶B.收集到的60~150℃的馏分为混合物C.冷却水的流向:X进水,Y出水D.碎瓷片的作用:作催化剂【解析】选B。仪器W的名称是蒸馏烧瓶,A错误;石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分,都是多种烃的混合物,B正确;冷凝管中冷却水从下口通入,上口流出,故X是出水口,Y是进水口,C错误;碎瓷片的作用是防止暴沸,不是作催化剂,D错误。综合应用·拓思维8.(2分)丁烷催化裂解,其碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃:若丁烷的裂解率为90%,且裂解后两种烯烃的质量相等,则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合烃中的体积分数为 ()A.11%B.19%C.40%D.50%【解析】选B。设丁烷的物质的量为1mol,则裂解的物质的量为0.9mol,设生成物C2H6、C2H4均为xmol,CH4、C3H6均为ymol,由题意可得:28x=42y,x+y=0.9,联立解得x=0.54,y=0.36,所以CH4的体积分数应为0.369.(2分)下列关于石油、煤和天然气的说法正确的是 ()A.“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物,是一种高效清洁能源B.不能用KMnO4溶液鉴别分馏汽油和裂化汽油C.煤中含有苯和甲苯,通过干馏后分馏的方式可以分离提纯D.天然气、石油、煤等化石燃料都是混合物,属于可再生能源【解析】选A。“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物,具有可燃性,是一种高效清洁能源,A项正确;分馏汽油主要成分是烷烃和环烷烃,不能使KMnO4溶液褪色,而裂化汽油中含烯烃,可以使KMnO4溶液褪色,B项错误;煤中不含苯和甲苯,煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量H、O、N、S等元素,通过煤的干馏获得煤焦油,煤焦油经分馏可得到苯、甲苯等,C项错误;天然气、石油、煤都属于化石能源,属于非再生能源,D项错误。10.(4分)(2024·青岛高一检测)中科院研制出一种多功能催化剂,首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5~C11的烃类混合物),过程示意图如图所示。下列说法错误的是 ()A.该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景B.该多功能催化剂能加快化学反应速率C.a和b的一氯代物均有4种D.反应①的产物中含有水,反应②只有碳氢键的形成【解析】选D。由示意图可知,在多功能催化剂的作用下,二氧化碳与氢气反应生成汽油和水,反应能消耗二氧化碳,减少二氧化碳的排放,从而达到“碳中和”的战略愿景,A正确;多功能催化剂能加快化学反应速率,B正确;由示意图可知,a和b两种物质的一氯代物都有4种,C正确;由质量守恒定律可知,反应①的产物为一氧化碳和水,反应②有碳氢键、碳碳单键等的形成,D错误。11.(12分)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。由水蒸气和炽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,说明__________________。(2分)

(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①__________和氢气,②__________和氢气;提出以上猜想的依据是________________________________。(4分)

设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。(3)你选择的装置是______________(填字母)。(2分)

(4)实验结论:如果______________________________,那么猜想__________(填序号)合理。(4分)

【解析】(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,故随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)根据质量守恒定律,元素的种类在化学反应前后没有变化,由此可以推测水煤气的成分可能是CO和氢气或CO2和氢气。(3)二氧化碳一般用澄清石灰水检验。(4)如果澄清石灰水不变浑浊,那么猜想①是合理的;如果澄清石灰水变浑浊,那么猜想②是合理的。答案:(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应(2)COCO2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)迁移创新·提素能12.(11分)煤、石油和天然气是重要的化工原料,实现化石燃料的综合利用,是人类面临的重大挑战。(1)图1中所进行的实验可称为__________(填“煤的干馏”“煤的气化”或“煤的液化”)。(2分)

(2)图1所示实验结束后,再设计实验证明水层中含有氨,选用的试剂为__________,现象为_____________________________。(3分)

(3)海底蕴藏的甲烷水合物晶体又称为“可燃冰”,甲烷分子处于由多个水分子组成的笼中,如图2所示。某种甲烷水合物晶体中,平均每46个水分子构成8个分子笼,每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子。若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子,另外两个被水分子容纳,则该甲烷水合物的化学式为__________。(3分)

(4)石油成分复杂,使用前需要在炼油厂进行精炼,其操作过程如图3所示。其中涉及化学变化的操作过程为__________(填“操作1”或“操作2”)。(3分)

【解析】(1)通过图1得到的产物有煤焦油、可燃性气体得到图1中所进行的实验可称为煤的干馏。(2)图1所示实验结束后,再设计实验证明水层中含有氨,氨气溶于水显碱性,因此选用的试剂为酚酞试液或紫色石蕊试液,现象为滴加酚酞试液变红或紫色石蕊试液变蓝。(