煤、石油和天然气的综合利用(人教版2019必修第二册)(解析版)

姓名：班级第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用课时2煤、石油和天然气的综合利用重点能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用，能对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价。认识资源综合利用的重要意义。1．下列属于未来新能源的是①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能A．①②③④ B．②⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧【答案】C【详解】煤、石油、天然气是传统的化石能源，不是新能源，常见新能源有：太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，答案选C。2．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是A．可再生能源，取之不尽、用之不竭B．不可再生能源，用一点少一点C．均来自太阳辐射的能量D．均为污染环境的能源【答案】C【详解】A．煤、石油、天然气属于不可再生能源，生物质能属于可再生能源，故A不符合题意；B．煤、石油、天然气属于不可再生能源，用一点，少一点，但生物质能属于可再生能源，故B不符合题意；C．煤、石油、天然气和生物质能蕴含的能量均来自太阳辐射的能量，故C符合题意；D．煤、石油为污染环境的能源，天然气和生物质能属于清洁能源，故D不符合题意；本题答案C。3．下列关于煤气、液化石油气和天然气的说法正确的是（）A.煤气主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳B.液化石油气是将甲烷压缩后成为液态的燃料C.北京奥运会“祥云”火炬和家用打火机所用燃料均为丙烷,它是液化石油气的成分之一D.家用液化石油气与天然气成分相同,但纯度不同【答案】C【解析】焦炉气的主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳,而煤气的主要成分则为氢气和一氧化碳,A错;液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷,B、D错误。4．我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列有关叙述错误的是（）A．煤的组成元素主要是C，还含有少量的H、N、S、O等元素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【答案】C【解析】本题考查煤的组成及综合利用。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。5．迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的重要能源，同时它们也是重要的化工原料。下列关于煤和石油的说法正确的是A．通过石油分馏可以获得大量的芳香烃B．石油裂化的目的是得到乙烯、丙烯和苯C．煤的干馏发生了化学变化D．煤中含有苯和甲苯，可以通过先干馏后分馏的方法得到苯和甲苯【答案】C【解析】A．石油分馏得到的是各种烃的混合物，不能得到芳香烃，芳香烃主要采取催化重整得到，A错误；B．石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量和质量，B错误；C．煤的干馏是煤隔绝空气加强热分解的过程，是化学变化，C正确；D．煤中不含苯和甲苯，而是煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油在一定温度下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯等，D错误；答案选C。6．有关石油的炼制的说法不正确的是A．石油的分馏属于物理变化，裂化和裂解属于化学变化B．裂化和裂解的产品中都含有烯烃C．直馏汽油(分馏产物)和裂化汽油的主要成分都是烷烃D．裂化的目的是为了得到更多的轻质油，裂解的目的是获得乙烯、丙烯等基本化工原料【答案】C【解析】A．石油的分馏是利用石油中各种物质的沸点不同进行分离混合物的方法，没有新物质生成，为物理变化，石油的裂化和裂解为长链烃分解为短链烃，为化学变化，故A正确；B．石油的裂化和裂解的产物中都含有烯烃，如乙烯和丙烯是石油裂解的产物，故B正确；C．直馏汽油是由石油经直接分馏得到的，而石油的主要成分为饱和烃；裂化汽油是由重油经裂解得到的，含有部分烯烃等不饱和烃，故C错误；D．石油裂化是大分子转化为小分子，提高轻质燃料的产量，故裂化的目的是为了得到更多的轻质油，裂解是深度裂化，目的是得到乙烯、丙烯等不饱和烃的化工原料，故D正确；答案选C。7．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．石油裂解所得的气体 D．碳铵分解得到的气体【答案】D【解析】A．天然气的主要成分甲烷，A不符合题意；B．煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，B不符合题意；C．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、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等，C不符合题意；D．加热碳酸氢铵会使其分解，产物有氨气、二氧化碳、水，所以得到的是氨气和二氧化碳的混合气体，很可能还有水蒸气混在里面，不含甲烷，D符合题意，故选D。8．下列说法不正确的是A．石油的减压分馏可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分B．等体积的甲烷与氯气混合，在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢C．天然气是清洁的化石能源，也可作为化工原料用于合成甲醇D．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气【答案】B【详解】A．重柴油、润滑油、石蜡和燃料油均属于重油，物质的沸点较高，蒸馏时应注意防止炭化结焦现象，为降低沸点，可用减压蒸馏，A正确；B．取代反应是逐步进行的，等体积的甲烷与氯气混合，在光照条件下发生反应，能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷和氯化氢，而不是只产生一氯甲烷一种取代产物，B错误；C．天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器。天然气也可用作化工原料，以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品种，C正确；D．煤干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等多种物质，D正确；故合理选项是B。9．下列说法正确的是A．裂化汽油不能使酸性KMnO4溶液褪色B．石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化C．蒸馏石油实验中温度计的水银球应伸入液面下D．裂解石油是工业生产乙烯的主要方法【答案】D【详解】A．裂化汽油中含有不饱和烃，能使酸性KMnO4溶液褪色，故A错误；B．利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏，属于物理变化；通过石油的裂化、裂解可以得到小分子化合物，所以石油的裂化、裂解是化学变化，故B错误；C．蒸馏石油实验中温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处，测量出去的蒸气的温度，故C错误；D．裂解石油使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，是工业生产乙烯的主要方法，故D正确；故选D。10．下列属于物理变化的是①石油的分馏②煤的干馏③石油的裂化④铝热反应⑤由乙烯制备聚乙烯⑥将氧气转化为臭氧⑦乙烯催熟果实⑧将苯加入溴水中⑨海水蒸馏制取淡水A．①②③④ B．①②⑤⑦ C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨【答案】C【解析】有新物质生成的变化为化学变化，没有新物质生成的变化为物理变化，化学变化与物理变化的本质区别在于有无新物质生成，据此抓住化学变化和物理变化的区别结合事实进行分析判断即可。①石油的分馏是利用物质沸点不同将各馏分分离开来，没有新物质生成，为物理变化；②煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，有新物质生成，属于化学变化；③石油的裂化是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，有新物质生成，属于化学变化；④铝热反应为铝与某些金属氧化物高温下发生的置换反应，有新物质生成，属于化学变化；⑤由乙烯制备聚乙烯，有新物质聚乙烯生成，属于化学变化；⑥氧气转变为臭氧，有新物质臭氧生成，属于化学变化；⑦乙烯催熟果实，有新物质生成，属于化学变化；⑧将苯加入溴水中，苯将溴从溴水中萃取出来，没有新物质生成，为物理变化；⑨海水蒸馏制取淡水，只是分离混合物，没有新物质生成，为物理变化；综上分析，属于物理变化的有①⑧⑨，答案选C。11．有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过分馏获得苯C．②是放热的过程D．B为甲醇或乙酸时，原子利用率均可达到100%【答案】D【解析】A．①是煤的干馏，即煤在隔绝空气的情况下加强热的过程称为煤的干馏，A错误；B．煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物，通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，B错误；C．反应②是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，为吸热反应，C错误；D．根据CO+2H2CH3OH，2CO+2H2CH3COOH，可知原子全部转化为想要的生成物，利用率均达到100%，D正确；故选D。12．加热聚丙烯废塑料可以得到炭、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废塑料的再利用。下列叙述中不正确的是（）A.聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—B.装置乙的试管中可收集到芳香烃C.装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃D.最后收集的气体可作燃料【答案】A【解析】A.聚丙烯的链节是—CH2—CH（CH3）—，故A错误；B.加热聚丙烯废塑料可以得到芳香烃苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高，故B正确；C.烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃，故C正确；D.最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故D正确。13．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反应可得水煤气，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)工业上生产水煤气时，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①CO和氢气，②________(填化学式)和氢气。提出以上猜想的依据是____________________________________。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。AB(3)你选择的装置是________(填字母代号)。(4)实验结论：如果______________，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)CO2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)【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)因反应物是碳和水蒸气，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)一般用澄清的石灰水检验二氧化碳。(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。14．(1)如图是石油分馏塔的示意图。a、b、c三种馏分中________(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，实验步骤为①先逐滴加入________，振荡，如果看到________，则证明有________存在；②继续逐滴加入________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，如果看到________，则证明裂化汽油中有________存在。【答案】(1)C(2)①溴水溶液褪色烯烃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最后分馏出来，故熔、沸点高低顺序为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，根据这一性质差异，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，如果看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。②继续逐滴加入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，因为加入足量溴水后，生成的卤代烃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，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。15．以原油为原科生产聚烯烃的流程如下：回答下列问题：(1)流程中②表示的加工方法是___________(填序号)。A．分馏B．分液C．裂解D．干馏(2)C4～C10的混合物中含戊烷，请写出戊烷的所有同分异构体的结构简式：___________。(3)聚乙烯的结构简式为___________。(4)丙烯与乙烯化学性质相似。丙烯可以与水反应生成丙醇，该反应类型是___________，丙醇中官能团的名称是___________。(5)写出加热条件下，用丙醇(CH3CH2CH2OH)、乙酸和浓硫酸制取乙酸丙酯的化学方程式___________。【答案】CCH3(CH2)3CH3、、加成反应羟基C