高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第3课时课后复习题

第3课时　煤、石油和天然气的综合利用

合格考达标练

1.(2021山东滨州高一期末)下列说法正确的是(　　)

A.对石油进行裂解,可以提高轻质液体燃料的产量和质量

B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等化合物,可以通过煤的干馏获得

C.灼烧蚕丝织物有烧焦羽毛的气味

D.一定条件下,糖类、油脂都能发生水解反应

答案C

解析石油裂解的目的是为了得到含碳原子数更少的烃,主要为了生产乙烯等,A错误;煤中不含苯、甲苯和二甲苯等化合物,通过煤的干馏可获得这些物质,B错误;蚕丝织物的主要成分是蛋白质,灼烧时产生烧焦羽毛的气味,C正确;糖类中的单糖,如葡萄糖等不能发生水解反应,D错误。

2.(2021山东菏泽高一期末)塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料,都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的,下列有关说法错误的是(　　)

A.天然气的主要成分是甲烷,它属于化石燃料

B.煤经过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等一系列重要的化工原料过程是物理变化

C.石油分馏得到的汽油、煤油、柴油都是混合物,没有固定的熔沸点

D.石油炼制的目的是为了获得轻质油和重要化工原料(乙烯、丙烯等)

答案B

解析煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,经高温隔绝空气干馏得到含苯、甲苯、二甲苯等的化工原料,该过程是化学变化。

3.煤的干馏和石油的分馏,两种变化在本质上的差别是 (　　)

A.加热的温度不同

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.前者是化学变化,后者是物理变化

答案D

解析石油分馏为物理变化,煤的干馏为化学变化。

4.下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　)

A.通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃

B.含C20以上烷烃的重油经减压蒸馏可以得到煤油和柴油

C.裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴,催化重整可得芳香烃

D.石油分馏是物理变化,分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物

答案B

解析石油催化裂化的目的是获得轻质油,提高轻质油特别是汽油的产量和质量,而裂解的目的是获得气态短链不饱和烃,提高烯烃特别是乙烯的产量,A正确;煤油和柴油是石油的常压蒸馏产物,含C20以上烷烃的重油经减压蒸馏可以得到柴油、润滑油、石蜡油等,不能得到煤油,B错误;裂化汽油中含烯烃,能和溴发生加成反应,所以不能用于萃取溴水中的溴,催化重整可得芳香烃,C正确;石油分馏得到的馏分仍然是多种物质的混合物,D正确。

5.石油被称为工业的血液,煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是(　　)

A.煤的干馏产物主要是各类有机物

B.石油的分馏、裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化

C.从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等,说明煤中含有苯和甲苯

D.石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解

答案D

解析煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质,其中焦炭居多,故A错误;石油的分馏属于物理变化,石油的裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化,故B错误;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,通过干馏方能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物,故C错误;石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程,说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解,故D正确。

6.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,石油精炼可以获得多种化工原料。

请回答:

(1)由原油获得汽油,分离的方法是　　　　　　。 

(2)该C5~C11汽油中只含7种烃吗?为什么?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)丙烯在一定条件下生成聚丙烯,这种高分子的链节为　　　　。 

(4)石油裂化是为了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)蒸馏(或分馏)

(2)不是,因为还含有同分异构体

(3)

(4)裂化汽油中含有烯烃,能与Br2发生加成反应,可以使溴的四氯化碳溶液褪色

等级考提升练

7.(2021天津第一中学高一检测)煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。如图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中              (　　)

A.只含有碳、氢两种元素

B.所含的有机化合物是CH4、CnHm、CO

C.CO的体积分数小于CH4体积分数

D.氢气的体积分数最大

答案C

解析由题图可知,该煤气中含CO、CH4、H2、CnHm等,该煤气含有C、H、O三种元素,A错误;CO不是有机化合物,B错误;由题图可知,相同温度下,CO的体积分数小于CH4的体积分数,C正确;题图中稍低于600 ℃时,CH4的体积分数大于H2的体积分数,D错误。

8.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是(　　)

A.上图实验中发生了化学变化

B.液体X的pH>7,液体Y是黑色黏稠状的煤焦油

C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色

D.液体Y是一种纯净物

答案D

解析煤的干馏产物有NH3,易溶于水而呈碱性,pH>7,同时还生成了煤焦油,它的主要化学成分为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的乙烯可使溴水褪色。

9.“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:C+O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是(　　)

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,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

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热利用率高,且较清洁,故从总体来看,将煤气化后使用是比较合理的,B项错误,A、C项正确。D项,因反应C+O2CO2中的氧气用空气代替,故反应后混合气体主要成分为N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,正确。

10.(双选)下列有关煤、石油和天然气的综合利用,不正确的是(　　)

A.煤的干馏是指将煤在空气中加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化

B.煤的干馏得到焦炭及焦炉气、粗氨水、煤焦油等主要产品

C.石油炼制的目的是为了获得轻质油和重要化工原料(乙烯、丙烯等)

D.石油的分馏是物理变化,各馏分均是纯净物

答案AD

解析煤在空气中加强热会与空气中的O2反应生成CO2,煤的干馏是指将煤在隔绝空气条件下加强热使之分解的过程,A错误。石油分馏获得的汽油、煤油、柴油等都是多种烃的混合物,D错误。

11.石油裂化和裂解过程得到的CH2CH2,在一定条件下可以聚合成有机高分子。含有结构的化合物与CH2CH2一样,可在一定条件下聚合成有机高分子。

(1)广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合成的,其化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯(),它是由　　　　　　　　　　　　(写结构简式)聚合而成的。 

答案(1)

(2)

12.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)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。

(3)你选择的装置是　　　　(填字母)。 

(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。

13.能源是经济增长与社会发展的重要物质基础,美国马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势曾作如下预测:

回答下列问题:

(1)上图化石能源中属于较清洁的能源是　　　　。 

(2)核电厂的燃料一般由0.7% 235U、99.28% 238U及0.005 8% 234U组成。

①235U、238U、234U三种核素之间的关系是互为　　　　　。 

②235 g核素U发生裂变反应:nSr+Xe+10n,净产生的中子n)数为　　　　　。 

(3)如图是氢能的制备及利用的途径之一,涉及的能量转化方式有　　　　(填代号)。 

a.光能→化学能　　　b.电能→化学能

c.化学能→电能

(4)目前实现煤的综合利用的主要途径是煤的干馏、煤的气化和液化。

①煤的干馏属于　　　　(填“物理”或“化学”)变化。 

②煤的气化过程发生的主要反应是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。 

答案(1)天然气

(2)①同位素　②9NA(或9×6.02×1023)

(3)ac

(4)①化学　②C+H2O(g)CO+H2

解析(1)天然气燃烧生成CO2和H2O,因此天然气是化石燃料中较清洁燃料。

(2)①中三种核素质子数相等,中子数不同,属于同种元素的不同原子,因此三者互为同位素;②根据裂变反应,净产生中子数为9NA。

(3)燃料电池车将化学能转化为电能,太阳光使H2O分解,将太阳能转化为化学能,故a、c选项正确。

(4)①煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,属于化学变化;②煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程,属于化学变化,主要反应是C和H2O(g)的反应,化学方程式为C+H2O(g)CO+H2。

新情境创新练

14.我国家用燃料的更新经历了如图几个过程:

历史悠久的燃料——煤→使用方便的燃料——液化石油气或管道煤气→清洁的燃料——天然气

请回答下列问题:

(1)为了使煤充分燃烧,可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(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　　　　　　　　。 

(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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答一条即可)。 

答案(1)通入足量的空气、将煤粉碎

(2)CO和H2

(3)C3H8+5O23CO2+4H2O

(4)减少了粉尘污染(答案合理即可)

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+H2O(g)CO+H2,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:C3H8+5O23CO2+4H2O。

(4)天然气燃烧生成二氧化碳和水,无粉尘污染。