1、第2课时 煤、石油和天然气的综合利用一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1下列说法中不正确的是(A)A石油化学工业是以石油为原料，既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业B石油裂化既能提高汽油产量，又能提高汽油的质量C石油的裂解和裂化都是化学变化，但二者的目的不一样D烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解解析：石油化学工业的原料是石油和天然气，A项不正确；石油裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量，裂解是深度裂化，以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的，B、C项均正确；烷烃裂解方式有两种，即断链和脱氢，D项正确。2煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是(D)A加热的温
2、度不同B得到的产品不同C前者要隔绝空气，后者不用隔绝空气D干馏是化学变化，分馏是物理变化3下列关于煤、石油、天然气等能源的说法正确的是(C)A石油裂解得到的汽油是纯净物B石油产品都可用于聚合反应C天然气是一种清洁的化石燃料D水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析：A项，石油的裂解是深度裂化，是将大分子烃断裂成小分子烃的过程，产物主要是短链气态不饱和烃的混合物，错误；B项，能发生聚合反应的分子必须含有不饱和键，但石油的分馏产品大多是烷烃、环烷烃、芳香烃，所以不是所有的石油产品都能发生聚合反应，错误；C项，天然气的主要成分是CH4，燃烧无污染，属于清洁的化石燃料，正确；D项，水煤气是由煤与水在高温
3、条件下反应得到的，是煤的气化产物，错误。二、非选择题4某市家用燃料的更新经历了如图几个过程：请回答下列问题：(1)为了使煤充分燃烧，可采取的措施是_通入足量的空气或将煤粉碎_。(2)煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下生成两种常见的可燃性气体，这两种气体是_CO和H2_。(3)液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)，丙烷完全燃烧的化学方程式是_C3H85O2 3CO24H2O_。(4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是_减少了粉尘污染(答案合理即可)_(答一条即可)。解析：(1)为了使煤充分燃烧，可以通入足量的空气或增大固体表面积(即将煤粉碎)。(2)C(s)H2O(g)CO(g
4、)H2(g)，即碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2。(3)丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水：C3H85O23CO24H2O。(4)天然气燃烧生成二氧化碳和水，无粉尘污染。5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，这说明_碳和水蒸气的反应是吸热反应_。(2)提出猜想：水煤气的成分可能是_CO_和氢气，_CO2_和氢气(填化学式)；提出以上猜想的依据是_化学反应前后元素种类不变_。设计实验：请从下列装置中选择一种，设计简单的实
5、验证明猜想。(3)你选择的装置是(填字母代号)_B_。(4)实验结论：如果_澄清石灰水不变浑浊_，那么猜想_(或澄清石灰水变浑浊_)(注：第(2)问CO与CO2两空可调换位置，与第(4)问两空答案对应合理即可)_(填序号)合理。解析：(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应，则随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)碳和水蒸气的反应，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的石灰水检验。(4)如果石灰水不变浑浊，那么成分可能是CO和氢气；如果石灰水变浑浊，那么成分可能是CO2和氢气。6裂化汽油中除含有C5C1
6、1的烷烃外，还含有C5C11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_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_不褪色_为止，静置，用分液漏斗分出_上_(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入_酸性KMnO4溶液_振荡，如果看到_溶液褪色_，则证明裂化汽油中有_苯的同系物_存在。解析：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
7、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)继续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，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。7能源“非石油化”是战略目标，发展CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体，用天然气合成氨的工艺流程如图：(1)合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是_空气_。(2)处加入Fe2O
8、3H2O的目的是_除去H2S_。(3)处CH4与H2O(g)在一定条件下反应生成CO2、H2，反应的化学方程式是_CH42H2O(g)CO24H2_。(4)处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2，该反应的化学方程式是_K2CO3CO2H2O=2KHCO3_。(5)该流程中参与循环的物质是_Fe2O3H2O_(填化学式)。解析：(1)从流程图可看出，为合成氨提供氮气的物质是空气。(2)天然气中含有的H2S是有毒气体，不能排放到大气中，通过加入Fe2O3H2O生成硫化亚铁和硫单质而除去。(3)CH4与H2O(g)在一定条件下反应生成CO2、H2，反应的化学方程式是CH42H2O(g)CO24H2。(
9、4)K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3)，反应的化学方程式是K2CO3CO2H2O=2KHCO3。(5)在该流程中加入了Fe2O3H2O，最后又生成了Fe2O3H2O，所以该流程中参与循环的物质是Fe2O3H2O。能力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1“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(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，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)来提供的：CO2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是(B)A煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B第一个反应需要吸热
10、，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，热利用率高D上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体解析：虽然煤在气化过程中，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利用率高，而且比较清洁，总体来看，将煤气化再利用，比较合理，故选B。2如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是(AD)A图示实验中发生了物理变化B实验后水溶液的pH7，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是一种纯净物解析：煤的干馏是化学变化，A项错误；所得产物有焦炉气(含有CH4、H2、C2H4、CO
11、等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合物)、粗氨水、焦炭等，焦炉气中的H2、CO可还原氧化铜，且易燃，C项正确；氨水的pH7，煤焦油居于水层以下，粗苯密度小于水，在上层，故B项正确；煤焦油中含有多种物质，属混合物，D项错误。3如图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(AC)Aa的沸点最低Bb的熔点最低Cc的平均相对分子质量最大D每一种馏分都是纯净物解析：a、b、c三种馏分均为蒸气，故最上面的熔、沸点最低，c的熔点最高，对应的平均相对分子质量也最大。二、非选择题4将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等物质，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重
12、要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：(1)煤干馏的条件是_隔绝空气加强热_。(2)盛有冷水的烧杯的作用是_使粗氨水和煤焦油冷凝液化_。(3)实验后检验有粗氨水生成的操作是_将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将润湿的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成_。(4)已知CO不能使溴水褪色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中，发现溴水褪色，则说明煤的干馏产生了_不饱和烃类物质_。(5)点燃尾气，火焰的颜色为_淡蓝色_。(6)从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是_分馏_。解析：解
13、答本题的关键是要掌握煤的干馏原理。(1)根据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热。(2)冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝液化。(3)可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出。(4)溴水褪色，证明煤干馏过程产生了不饱和烃类物质。(5)CO、CH4等气体燃烧时火焰呈淡蓝色。(6)煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶，可通过分馏的方法将它们分离。5实验室用下列仪器组装一套石油分馏的装置，并进行相关实验，可以得到汽油和煤油。(1)写出下列仪器的名称：_蒸馏烧瓶_；_冷凝管_；_锥形瓶_。(2)将以上仪器按从左到右的顺序，用字母a、b、c进行连接：e接(c)接(d)接(a)接(k)接(l)接(
14、b)接(f)接(g)接(w)。(3)仪器中A是_进水口_(填“进水口”或“出水口”，下同)，B是_出水口_。(4)蒸馏时，温度计水银球应在_蒸馏烧瓶支管口处_(位置)。(5)在中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是_防止暴沸_。(6)在实验结束后，为了探究石油中是否含有烯烃，某学生用中的物质做了一个探究实验，其操作、现象及结论是_用一支洁净的试管，取约23_mL容器中的馏出物，再向试管中滴加34滴酸性KMnO4溶液(或溴水)，若溶液颜色不消失，则石油中不含有烯烃；若溶液颜色消失，则石油中含有烯烃_。解析：实验装置的一般安装顺序为“自下而上，从左到右”。冷凝管采用逆流原理，即上口为出水口，下口为进水口；温度计需要测定馏分的温度，所以温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口应在同一水平线上，以保证水银球被馏分蒸气包围。
