2024-2025学年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用第二节1煤石油和天然气的综合利用时作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE7煤、石油和自然气的综合利用时间：45分钟一、选择题1．下列说法中错误的是(D)A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油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混合物D．可以用分馏或蒸馏的方法从煤中获得苯和甲苯解析：石油的主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃，A正确；含C18以上烷烃的重油经过催化裂化得到汽油等轻质油，B正确；煤的成分是有机物和无机物组成的困难混合物，C正确；煤经干馏后得到的煤焦油中含有苯和甲苯，D错误。2．下列有关石油和煤的叙述不正确的是(C)A．煤的干馏就是将煤隔绝空气加热，在高温下使之分解，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改变过程D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油解析：煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，碳与水蒸气反应生成水煤气，发生的是化学改变，故C错。3．如图所示是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(C)A．a的沸点最高B．b的沸点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物解析：石油分馏得到的每种馏分中，a馏分的沸点最低，c分的沸点最高，沸点最高的馏分含碳原子数最多，即平均相对质量最大。4．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是(C)A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过加成聚合反应制得的B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D．高分子材料可分为自然高分子材料和合成高分子材料两大类解析：有机高分子化合物分为自然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物可由小分子通过加成聚合反应制备，对于高分子化合物来说，虽然相对分子质量很大，但没有一个精确的相对分子质量，只有一个范围，它们的结构均是由若干个链节组成的。5．某混合气体依次通过溴水(使其褪色)，通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清)，最终剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，该混合气体是(B)A．水煤气 B．焦炉煤气C．石油液化气 D．高炉煤气解析：水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉煤气的主要成分是H2、CH4、C2H4和CO等；石油液化气的成分是C2～C3的烷烃；高炉煤气的成分是CO、CO2和N2等。能符合题给试验现象的气体只有焦炉煤气。6．煤的气化是煤高效、干净利用的方向之一。如图为加热某地煤样所得气体组成及体积分数随温度改变的曲线图。由图可知该气体中(C)A．只含有碳、氢两种元素B．所含的有机物是CH4、CnHm、COC．CO体积分数小于CH4体积分数D．H2体积分数最大解析：煤气中有CO，至少应含碳、氢、氧三种元素，A项错误；CH4、CnHm是有机物，CO为无机物，B项错误；400～550℃时，CH4体积分数高于H2，D项错误。7．C8H18在肯定条件下受热可完全裂解生成CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C4H8五种气体的混合气，此混合气对相同条件下氢气的相对密度为(C)A．38 B．57C．19 D．无定值解析：由C8H18eq\o(→,\s\up15(肯定条件))C4H10＋C4H8，C4H10eq\o(→,\s\up15(肯定条件))C2H6＋C2H4，C4H10eq\o(→,\s\up15(肯定条件))CH4＋C3H6得关系式：2C8H18eq\o(→,\s\up15(肯定条件))C2H4＋2C4H8＋CH4＋C3H6＋C2H6，所以反应后混合气的平均相对分子质量为2×114÷6＝38，对相同条件下氢气的相对密度为38÷2＝19。8．下列关于化石燃料及其运用的一些说法不正确的是(A)A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧B．自然气除可用作清洁能源外，还可用于合成氨和生产甲醇等C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自石油和煤的基本化工原料解析：煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高温))CO(g)＋H2(g)，A项错误；自然气作为化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等，B项正确；石油分馏得到的汽油是烷烃和环烷烃的混合物，而裂化汽油中含有不饱和烯烃，二者成分不同，C项正确；乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标记，煤干馏可得到苯，D项正确。9．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，假如干脆燃烧，会造成很大的奢侈，所以通常将石油进行分馏，获得所需产品。以下说法中正确的是(D)A．石油常压蒸馏可以获得碳原子数较多的烃类B．通过减压蒸馏，石油的各个成分可以很快地被分别出来C．柴油的成分是C15～C18的烃类，不属于轻质油D．石油气是C4以下的烃类，可从分馏塔顶部获得10．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(D)选项氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO中毒燃料的不完全燃烧解析：A中，CO2对应的环境问题是温室效应；B中，SO2对应的环境问题是酸雨，主要来源于煤的燃烧和硫酸厂排放的废气；C中，NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾，主要来源于汽车尾气的排放。11．现有两种烯烃：CH2=CH2和CH2=CR2(R为烃基)，将它们的混合物进行聚合反应，产物中可能含有(D)①CH2—CH2②CH2—CH2—CR2—CH2③CH2—CH2—CH2—CR2④CH2—CH2CHR—CHR⑤CH2—CR2A．①⑤ B．②④C．①③⑤ D．①②③⑤解析：依据乙烯的聚合反应，两种烯烃双键打开后的结构为—CH2—CH2—、—CH2—CR2—，当相同的结构发生聚合时得到的产物分别是CH2—CH2、CH2—CR2，当两种结构相互聚合时产物为CH2CH2CR2CH2或CH2CH2CH2CR2。发生聚合时烃基R的位置不变，故得不到产物④。二、非选择题12．有人设计了一套试验分馏原油的五个步骤：①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。②连接好冷凝管，把冷凝管固定在铁架台上，将和冷凝管进水口相接的橡皮管的一端和水龙头连接，将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。③把酒精灯放在铁架台上，依据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网。④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原油，塞好带温度计的橡皮塞，把牛角管连接在冷凝器的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中。⑤检查气密性(利用给固定装置微热的方法)。请完成下列题目：(1)上述试验正确的操作依次是③①②⑤④(填序号)。(2)所用的主要仪器有铁架台(带铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。(3)冷凝管里水流的方向与蒸气的流向相反(填“相同”或“相反”)。(4)温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶支管口下沿位置，以测量蒸馏出蒸气的沸点温度。(5)蒸馏烧瓶中放几片碎瓷片的目的是防止暴沸。13．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。依据下列转化关系回答下列问题：(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为分馏、裂解。(2)下列物质中沸点最高的是D。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①②③；原子利用率为100%的反应是④⑤(填序号)。(4)写出结构简式：ACH3COOH、FCH2—CH2。(5)写出反应③的离子方程式：CH3COOCH2CH3＋OH－→CH3COO－＋C2H5OH。(6)作为家庭中常见的物质F，它给我们的生活带来了极大的便利，但同时也造成了环境污染，这种环境污染称为白色污染。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，又已知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，其他答案可依次推出。14．石油是一种不行再生资源，作为重要的化工原料，只有综合利用才能充分提高其运用价值，获得最大的经济效益。下图是石油综合利用的简洁流程图，其中A～D为混合物，B为C15～C18的烃类，E可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，F不能使溴水褪色，且化合物E和F的碳原子数均为2。(1)混合物B是柴油，化合物F是乙烷。(2)图中步骤①是分馏；步骤②是裂化，反应条件为催化剂、加热、加压。(3)汽油C(填字母)可以使酸性高锰酸钾溶液褪色；E使溴水褪色是因为发生了加成反应(填反应类型)。(4)写出下列反应的化学方程式。①化合物E在肯定条件下发生聚合反应：nCH2＝CH2eq\o(→,\s\up15(肯定条件))CH2—CH2。②F与少量的氯气混合匀称后光照：C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光照))C2H5Cl＋HCl(任写一个)。15．酸雨形成的原理之一可简示如下：含硫燃料eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(反应①))Aeq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(反应②))Beq\o(→,\s\up15(H2O),\s\do15(反应③))硫酸请回答下列问题：(1)A物质的化学式为SO2，B物质的化学式为SO3。(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是③(填序号)。(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的还原剂(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到削减污染的目的。(4)雨水的pH<5.6时，就推断为酸雨。已知pH＝－lgc(H＋)，经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5×10－5mol·L－1，则这次降雨是(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个探讨，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。在20世纪60年头到70年头的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建立，地面SO2浓度降低了30%之多。①你认为削减酸雨产生的途径可实行的措施是ACE。A．少用煤作燃料 B．把工厂的烟囱造高C．燃料脱硫 D．把工厂迁移到农村E．开发新能源②请从全球环境爱护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？不行取，理由是未削减二氧化硫的总排放量。解析：(1)(2)图示原理为：含硫燃料eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(①))SO2eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(②))SO3eq\o(→,\s\up15(H2O),\s\do15(③))H2SO4，其中反应③不是氧化还原反应。(3)SO2中硫元素化合价降低，SO2被还原，应加入还原剂。(4)c(H2SO4)＝5×10－5mol·L－1，则c(H＋)＝2×5×10－5mol·L－1＝1×10－4mol·L－1，所以pH＝－lg(1×10－4)＝4<5.6，是酸雨。(5)①少用煤作燃料，燃料脱硫，开发新能源都会削减SO2的排放，A、C、E正确；②建高烟囱，向环境中排放的总SO2未削减，所以该方法不行取。16．将煤干脆作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮的氧化物等，带来严峻的环境污染。煤干馏是提高煤利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。