自然资源的开发利用第4课时——煤、石油和天然气的综合利用-讲与练高一化学必修二.doc

煤、石油和天然气的综合利用讲与练
知识点一　煤和天然气的综合利用
基本知识：
1．煤的组成
煤是由 和少量 组成的复杂混合物，主要含有 元素，还含有少量 、 、 、 等元素。
2．煤的综合利用
(1)煤的干馏：将煤 使之分解的过程，也叫煤的焦化。主要产品：出炉煤气( )，煤焦油， 。
(2)煤的气化：将煤转化为 的过程。主要反应： 。
(3)
答案：1．有机物 无机物组 量氢、氧、氮、硫 。
2．（1）隔绝空气加强热 。(焦炉气、粗氨水、粗苯)，焦炭。可燃性气体 （2） C＋H2O(g)CO＋H2。
随堂演练
1．中国是世界上最早利用煤的国家。下列关于煤的描述正确的是(　　)
A．主要成分是硫 B．是可再生资源
C．燃烧只产生SO2 D．煤干馏可制得焦炭
【答案】　D
【解析】　煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，A错误；煤是化石燃料，是不可再生资源，B错误；煤燃烧产生的主要物质是CO2，C错误；煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，D正确。
2．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】　蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。
3．天然气是目前推广使用的清洁燃料，它的主要成分是(　　)
A．CO B．H2
C．CH4 D．CH3OH
【答案】　C
【解析】　天然气的主要成分为甲烷(CH4)。
4.某实验小组在实验室中用下图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题：

(1)仪器d的作用是________，e处点燃的气体主要有____________________。
(2)c中液体分层，其中水层里溶有__________，有机物层可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。
【答案】　(1)冷却　H2、CO、CH4、C2H4 (2)粗氨水　蒸馏
【解析】　该实验为煤的干馏，其产品为焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭，d装置为冷却作用，液体分层，水层中含有粗氨水，有机物层可以通过蒸馏加以分离。
知识点一　化石能源与合成高分子材料
基本知识：
1.石油的组成和利用

2．化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：
乙烯制聚乙烯：nCH2==CH2
丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3
答案：1.碳氢化合物 利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程 汽油、煤油、柴油 乙烯、丙烯 甲烷 C3H6 C2H6 加热 催化 链状 环状
2．(1)塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)nCH2==CH2CH2—CH2 nCH2==CH—CH3
随堂演练
1．下列说法不正确的是(　　)
A．护肤品中常含有机醇等强亲水性物质，乙二醇可用于汽车防冻液
B．石油的裂化、煤的液化、海带中提碘等都必须通过化学变化实现
C．蒸馏“地沟油”可以获得汽油
D．聚乳酸、聚乙烯琥珀酸酯等可降解产品的广泛使用将有效缓解白色污染
【答案】C　
【解析】　护肤品中常含有机醇等强亲水性物质，乙二醇水溶液的熔点较低，乙二醇型防冻液采用乙二醇与软水按不同比例混合而成，故A正确；石油裂化是长链大分子分解为短链小分子，为化学变化，煤的液化是煤转化为甲醇等液体燃料过程中有新物质生成，为化学变化，海带中提碘是化合态碘元素生成游离态碘单质的过程，属于化学变化，都涉及化学变化，故B正确；“地沟油”属于酯类，汽油属于烃类，对“地沟油”蒸馏不可能获得汽油，故C错误；使用聚乳酸、聚乙烯琥珀酸酯等可降解塑料，减少聚乙烯塑料制品使用，能减少白色污染，故D正确。
2．下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是(　　)
A．煤的气化和液化都是物理变化
B．煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化
C．用溴的四氯化碳溶液可鉴别直馏汽油和裂化汽油
D．煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成
【答案】C　
【解析】　煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程；煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程，因此煤的液化和气化都是化学变化，故A错误；分馏为物理变化，而干馏为化学变化，故B错误；裂化汽油中含有不饱和烃，能与溴发生加成反应，直馏汽油为饱和烃，不能使溴水褪色，所以可用溴水鉴别，故C正确；煤中主要含有碳元素，石油中主要含有碳和氢两种元素，煤和石油同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，故D错误。
3．用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生产过程如下：

下列说法不正确的是(　　)
A．通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯
B．煤干馏不能直接得到纯净的苯
C．制聚苯乙烯的反应中①为加成反应
D．反应①②③的原子利用率都达到了100%
【答案】 D　
【解析】　石油裂解是为了得到更多的有机化工原料，如乙烯等，A正确；煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物，还要进行分馏才能得到苯，B正确；根据反应特点可知反应①为加成反应，C正确；反应①③的原子利用率都达到100%，而反应②中除生成目标产物外，还生成了H2，原子利用率小于100%，D错误
4．下列关于煤和石油的说法不正确的是(　　)
①石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物
②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
⑤煤的干馏属于化学变化
⑥煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
⑦通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
A．①③ B．②④⑥
C．①②⑤ D．③④⑦
【答案】 A　
【解析】　石油是混合物，其分馏产品煤油仍为混合物，故①错误；煤油可由石油分馏获得，可用作燃料，煤油的密度比钠小，故能用于保存金属钠，故②正确；煤的气化和液化有新物质生成，属于化学变化，故③错误；石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，故④正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程，是化学变化，故⑤正确；煤的干馏可以获得芳香烃，故煤是获得芳香烃的一种重要的来源，故⑥正确；通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品，故⑦正确。
5.已知A、B、F是家庭中常见的有机物,E的产量是石油化工发展水平的标志,F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题:

图L8-1-7
(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为　　　　、　　　　。 
(2)下列物质中沸点最高的是　　　　　。 
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　　　　;原子利用率为100%的反应是　　　　。(填序号) 
(4)写出结构简式:A　　　　　　F　　　　　　　。 
(5)写出反应③的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)作为家庭中常见的物质F,它给我们带来了极大的方便,同时也造成了环境污染,这种污染称为　　　　　。
【答案】 A　(1)分馏　裂解　(2)D　(3)①②③　④⑤
(4)CH3COOH　􀰷CH2—CH2􀰻
(5)CH3COOCH2CH3+OH-CH3COO-+C2H5OH　(6)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,而E的产量是石油化工发展水平的标志,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。