20192020學(xué)年高中化學(xué)第4章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第二節(jié)第1課時(shí)煤石油和天然氣的綜合利用學(xué)案新人教

第1課時(shí)煤、石油和天然氣的綜合利用1．認(rèn)識(shí)煤、石油、天然氣等化石燃料的構(gòu)成及綜合利用。2．掌握加聚反響和縮聚反響。以聚乙烯為例，認(rèn)識(shí)高分子資料在生活領(lǐng)域中的應(yīng)用及對(duì)環(huán)境造成的壓力。一、從煤、石油和天然氣中獲取基本化工原料1．煤的綜合利用煤的構(gòu)成煤是由有機(jī)物和少許無(wú)機(jī)物構(gòu)成的復(fù)雜混淆物，主要含碳元素，還含有少許氫、氧、氮、硫等元素。煤的綜合利用2．天然氣的綜合利用構(gòu)成：天然氣的主要成分是甲烷。綜合應(yīng)用①天然氣是一種潔凈的化石燃料，②作為一種化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。13．石油的綜合利用石油的構(gòu)成石油是由多種碳?xì)浠衔飿?gòu)成的混淆物。石油的綜合利用①分餾：利用原油中各組分沸點(diǎn)的不一樣進(jìn)行分別的過(guò)程。②裂化：將含碳原子數(shù)許多，沸點(diǎn)較高的烴斷裂為碳原子數(shù)較少、沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程。③裂解：即深度裂化。④催化重整：石油在加熱和催化劑的作用下，能夠經(jīng)過(guò)構(gòu)造的從頭調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀烴。二、以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成資料1．三大合成資料：塑料、合成橡膠、合成纖維。催化劑2．實(shí)例：制取聚乙烯反響的化學(xué)方程式為nCH2===CH2――→CH2—CH2。3．四個(gè)觀(guān)點(diǎn)(1)加聚反響：由不飽和的小分子化合物經(jīng)過(guò)加成反響生成高分子化合物的反響稱(chēng)為加成聚合反響，簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反響。單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，聚乙烯的單體為CH2===CH2。鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復(fù)構(gòu)造單元，聚乙烯的鏈節(jié)為—CH2—CH2—。聚合度：高分子化合物中所含鏈節(jié)的數(shù)量，聚乙烯的聚合度為n。1．(2018·浙江卷)以下屬于物理變化的是( )A．煤的氣化B．天然氣的焚燒C．烴的裂解D．石油的分餾分析：煤的氣化屬于復(fù)雜的物理化學(xué)變化，A錯(cuò)誤；天然氣的焚燒屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)2誤；烴的裂解屬于化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；石油的分餾屬于物理變化，D正確。答案：D2．(2018·甘肅師大附中期末)以下相關(guān)煤、石油、天然氣等資源的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．石油裂化獲取的汽油是純凈物B．煤的氣化就是將煤在高溫條件由固態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)是物理變化過(guò)程C．天然氣是一種潔凈的化石燃料D．煤就是碳，屬于單質(zhì)分析：石油裂化獲取的汽油是混淆物，A錯(cuò)誤；煤的氣化是將其轉(zhuǎn)變成可燃性氣體的過(guò)程，屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；天然氣焚燒只生成CO2和H2O，是一種潔凈的化石燃料，C正確；煤是由有機(jī)物和少許無(wú)機(jī)物構(gòu)成的復(fù)雜混淆物，其構(gòu)成以碳元素為主，D錯(cuò)誤。答案：C3．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)煤、石油、天然氣都是干凈的化石燃料。( )(2)汽油、柴油都是混淆物。()(3)乙烯、聚乙烯含碳量同樣，同樣質(zhì)量的乙烯、聚乙烯完整焚燒生成CO同樣。( )2(4)煤的氣化、液化與水的汽化、液化同樣，均屬于物理變化。()(5)三大合成資料都主假如以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)的。()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√化學(xué)“三餾”的比較蒸餾分餾干餾原依據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)的差別，對(duì)把固態(tài)混淆物(如依據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)的差別，對(duì)液態(tài)混淆物理液態(tài)混淆物加熱和冷凝，煤、木材)隔斷空氣不停地加熱和冷凝，分別成多組不一樣分別成兩組不一樣沸點(diǎn)范增強(qiáng)熱使其分解的3圍的物質(zhì)沸點(diǎn)范圍的物質(zhì)過(guò)程變化物理變化物理變化化學(xué)變化類(lèi)型實(shí)將石油(原油)分別為石油氣、汽油、從海水中提取淡水；除掉用碘的四氯化碳溶液中的煤油等；將煤焦油分別為苯、二甲苯、干餾煤、干餾木材舉四氯化碳甲苯、酚類(lèi)、萘和瀝青例常用裝置以下圖是實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器的名稱(chēng)：b________，c________。(2)儀器d的作用是____________________________，c中的液體中無(wú)機(jī)物有________，可用________查驗(yàn)出來(lái)。有機(jī)物有________，能夠經(jīng)過(guò)________的方法使此中的重要成分分離出來(lái)。(3)e處點(diǎn)燃的氣體主要成分有________________，火焰顏色是________。反響結(jié)束后b中留有的固體是________。【分析】此題是對(duì)于煤干餾的實(shí)驗(yàn)，依據(jù)煤干餾的主要產(chǎn)品，e處放出的氣體為焦?fàn)t氣，c中獲取常溫下為液態(tài)的產(chǎn)品應(yīng)為粗氨水、粗苯和煤焦油，b處獲取固體產(chǎn)品焦炭。c中液體無(wú)機(jī)物為粗氨水，呈堿性，用指示劑酚酞等能夠查驗(yàn)；有機(jī)物有粗苯和煤焦油里的苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等的混淆物，它們是互相混溶且沸點(diǎn)不一樣的液體混淆物，可用分餾將4其分開(kāi)。焦?fàn)t氣的主要成分為H2、CH4、C2H4、CO均為易焚燒氣體，火焰呈淡藍(lán)色?！敬鸢浮?1)硬質(zhì)玻璃管U形管(2)對(duì)氣體產(chǎn)物進(jìn)行冷卻，使其液化粗氨水酚酞溶液煤焦油分餾(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO淡藍(lán)色(4)焦炭以下過(guò)程屬于物理變化的是( )A．煤的干餾B．煤的氣化C．石油分餾D．石油裂化分析：石油的分餾是經(jīng)過(guò)控制沸點(diǎn)的不一樣來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分別的方法，屬于物理變化，C項(xiàng)切合題意；其余三項(xiàng)變化過(guò)程中均有新物質(zhì)生成，為化學(xué)變化。答案：C兩組反響種類(lèi)比較1．加成反響和加聚反響同樣點(diǎn)：都是有機(jī)物分子中雙鍵(或三鍵)兩頭的碳原子與其余的原子或原子團(tuán)直接聯(lián)合生成新的化合物。不一樣點(diǎn)：加成反響生成的新化合物是小分子，加聚反響生成的是高分子。舉例：加成反響：2．加聚反響和縮聚反響同樣點(diǎn)：均為小分子反響生成高分子化合物。不一樣點(diǎn)：加聚反響的產(chǎn)物只有高分子化合物；縮聚反響的產(chǎn)物有高分子化合物和小分子。5舉例：加聚反響：聚苯乙烯的構(gòu)造為，試回答以下問(wèn)題：聚苯乙烯的鏈節(jié)是________，單體是________，生成該物質(zhì)的反響種類(lèi)是________。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得某聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量(均勻值)為52000，則該高聚物的聚合度n＝________?！痉治觥?1)把聚苯乙烯構(gòu)造中的苯環(huán)當(dāng)作氫原子，則可知該物質(zhì)是經(jīng)過(guò)加聚反響生成的，單體即為，鏈節(jié)即重復(fù)的構(gòu)造單元為。(2)相對(duì)分子質(zhì)量等于52000，則聚合度5200052000n＝M苯乙烯＝104＝500?！敬鸢浮?1)加聚反響(2)500(雙選)乙烯和丙烯按物質(zhì)的量之比1∶1聚合成乙丙樹(shù)脂，該高聚物的構(gòu)造簡(jiǎn)式是( )6分析：乙烯(CH2===CH2)和丙烯(CH3—CH===CH2)兩種烯烴雙鍵斷開(kāi)后的構(gòu)造為—CH2—CH2—、，兩種不一樣構(gòu)造按1∶1聚合成乙丙樹(shù)脂時(shí)可獲取、兩種高聚物，應(yīng)選A、B項(xiàng)。答案：AB1.(2018·鹽城市期末)以下氣體主要成分是CH4的是( )A．水煤氣B．裂解氣C．焦?fàn)t氣D．天然氣分析：水煤氣是CO和H2的混淆氣，A錯(cuò)誤；裂解氣主要成分是烷烴和烯烴，B錯(cuò)誤；焦?fàn)t氣主要成分是H2、CH4、C2H4、CO等，C錯(cuò)誤；天然氣主要成分是CH4，D正確。答案：D2．以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．石油中含有C5～C11的烷烴，能夠經(jīng)過(guò)石油的分餾獲取汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化能夠獲取汽油C．煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物構(gòu)成的復(fù)雜的混淆物D．煤中含有苯和甲苯，能夠用先干餾后分餾的方法把它們分別出來(lái)分析：汽油是C5～C11的烷烴，能夠經(jīng)過(guò)石油的分餾獲取，也可由C18以上的烷烴經(jīng)過(guò)裂化反響獲取，A、B項(xiàng)正確；煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所構(gòu)成的復(fù)雜混淆物，C項(xiàng)正確；煤干餾產(chǎn)物中有苯和甲苯，而煤自己不含有苯和甲苯，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D73．石油煉制過(guò)程中，既能提升汽油產(chǎn)量又能提升汽油質(zhì)量的方法是( )A．常壓分餾B．減壓分餾C．裂解D．催化裂化分析：A項(xiàng)只好對(duì)石油初加工，各種烴僅占石油總量的25%左右；B項(xiàng)操作是對(duì)重油的加工不會(huì)獲取汽油；C項(xiàng)所得產(chǎn)物主假如乙烯、丙烯等小分子短鏈化合物；D項(xiàng)主要目的就是對(duì)重油加工獲取質(zhì)量更高、產(chǎn)量更多的汽油。答案：D4．平時(shí)生活中接觸到的資料多為合成資料。以下物質(zhì)中，不屬于合成資料的是( )A．塑料B．棉花C．合成纖維D．合成橡膠分析：合成資料為人造資料，是用化學(xué)方法合成的，A、C、D三項(xiàng)屬于；B項(xiàng)棉花屬于天然資料。答案：B5．以下高分子不可以經(jīng)過(guò)加聚反響合成的是( )分析：A的單體為CH2===CH2，B的單體為，D的單體為，均含有碳碳雙鍵，經(jīng)過(guò)加聚反響生成高分子化合物；C項(xiàng)是經(jīng)過(guò)和8HO—CH2—CH2—OH發(fā)生縮聚反響合成的。答案：C1．以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是( )A．天然氣、沼氣的主要成分是甲烷B．煤礦中的“瓦斯”爆炸是必定含量的甲烷在空氣中遇明火焚燒所致C．“西氣東輸”中所說(shuō)的氣是指天然氣D．以液化石油氣作燃料的爐灶改用天然氣作燃料時(shí)，應(yīng)增大空氣的進(jìn)入量分析：甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。“西氣東輸”就是將新點(diǎn)燃疆等地的天然氣，輸送到長(zhǎng)江三角洲。液化石油氣的主要成分為丙烷，C3H8＋5O2――→3CO2點(diǎn)燃＋4H2O，CH4＋2O――→CO2＋2H2O，依據(jù)焚燒方程式知同樣體積的丙烷耗氧量大于甲烷，故D錯(cuò)誤。答案：D2．(2018·福建師大附中期末)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．石油的分餾、裂化、裂解屬于化學(xué)變化B．煤的干餾、氣化、液化屬于物理變化C．汽油、煤油、柴油是純凈物D．天然氣、沼氣的主要成分均是甲烷分析：石油的分餾是物理變化，A錯(cuò)誤；煤的干餾、氣化、液化屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；汽油、煤油、柴油是混淆物，C錯(cuò)誤；天然氣、沼氣的主要成分均是甲烷，D正確。答案：D3．以下對(duì)于化石燃料的加工說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )9A．石油裂化主要目的是獲取乙烯B．石油分餾是化學(xué)變化，可獲取汽油、煤油C．煤干餾主要獲取焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣D．天然氣是重要的化工原料，經(jīng)物理變化可合成甲醇分析：石油裂化主要目的是獲取更多的液態(tài)輕質(zhì)汽油，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石油分餾屬于物理變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；天然氣的主要成分是甲烷，由甲烷合成甲醇發(fā)生了化學(xué)變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4．以下對(duì)乙烯和聚乙烯的描繪中不正確的選項(xiàng)是( )A．乙烯是純凈物，常溫下為氣態(tài)，聚乙烯為固態(tài)，是混淆物B．乙烯性質(zhì)比聚乙烯開(kāi)朗，乙烯能發(fā)生加成反響，而聚乙烯不可以C．取等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完整焚燒后，生成的CO2和H2O的質(zhì)量分別相等D．取等物質(zhì)的量的乙烯和聚乙烯完整焚燒后，生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量分別相等分析：乙烯：CH2===CH2，聚乙烯：CH2—CH2，乙烯發(fā)生加聚反響生成聚乙烯，雙鍵變成單鍵，性質(zhì)變得穩(wěn)固，不再能發(fā)生加成反響，而且聚乙烯為高分子化合物，常溫下為固態(tài)，由于n值不一樣，因此為混淆物，A、B正確；由于乙烯和聚乙烯分子中C、H百分含量相同，相對(duì)分子質(zhì)量不一樣，因此等質(zhì)量的兩者分別完整焚燒生成的CO2和H2O的量分別相等，但等物質(zhì)的量的兩者焚燒生成的CO2和H2O，聚乙烯比乙烯要多，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：D5．某混淆氣體經(jīng)過(guò)溴水，溴水退色，再經(jīng)過(guò)灼熱的氧化銅，氧化銅由黑色變成紅色，再經(jīng)過(guò)無(wú)水硫酸銅白色粉末，無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色，再經(jīng)過(guò)澄清的石灰水，石灰水由澄清變污濁再變澄清，最后節(jié)余氣體在空氣中點(diǎn)燃，火焰呈淡藍(lán)色，則混淆氣體是( )A．水煤氣B．焦?fàn)t氣C．石油液化氣D．天然氣分析：水煤氣的成分是H2和CO；焦?fàn)t氣主要成分是H2、CH4、C2H4、CO等；石油液化氣主假如含4個(gè)碳原子以下的烷烴等飽和烴；天然氣的主要成分是CH4。從題給信息剖析該混合氣體含有使溴水退色的氣體，含有復(fù)原性氣體，故只有焦?fàn)t氣知足條件，選B項(xiàng)。10答案：B6．某高分子化合物的構(gòu)造簡(jiǎn)式為，以下相關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．其單體是CH2===CH2和HCOOC25B．其鏈節(jié)是CH3CH2—COOC2H5C．它是縮聚反響產(chǎn)物D．其單體是CH2===CH—COOC2H5分析：是加聚反響的產(chǎn)物，其單體是CH2===CH—COOC2H5，其鏈節(jié)為，應(yīng)選D項(xiàng)。答案：D7．某同學(xué)設(shè)計(jì)了以以下圖所示裝置進(jìn)行石油蒸餾的實(shí)驗(yàn)，回答以下問(wèn)題：指出實(shí)驗(yàn)裝置中儀器A、B、C、D的名稱(chēng)：A________，B________，C________，D________。指出該同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中存在的錯(cuò)誤，并賜予更正。實(shí)驗(yàn)裝置更正后，應(yīng)怎樣檢查氣密性？分析：(1)各儀器名稱(chēng)挨次為：蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管(或尾接收)、錐形瓶。(2)蒸餾實(shí)驗(yàn)要用蒸餾燒瓶，且溫度計(jì)水銀球置于支管口處，為了測(cè)蒸氣的溫度。蒸氣出來(lái)后需用冷凝管冷卻，冷卻水的方向與蒸氣方向相反，即采納“逆流”原理，這樣冷卻成效會(huì)很好，故該裝置此處錯(cuò)誤。(3)整套裝置檢查其氣密性用微熱法。重點(diǎn)為：關(guān)閉系統(tǒng)→加熱→氣泡→停止加熱→倒吸穩(wěn)固水柱→氣密性好。11答案：(1)蒸餾燒瓶冷凝管牛角管(或尾接收)錐形瓶錯(cuò)誤：冷凝水水流方向錯(cuò)誤。更正：冷凝水應(yīng)下口進(jìn)，上口出。連結(jié)好裝置后，將尾接收換成導(dǎo)管，并將導(dǎo)管下端淹沒(méi)在水中，對(duì)燒瓶加熱，看到導(dǎo)管口有氣泡冒出，冷卻后，導(dǎo)管內(nèi)倒吸一段水柱，水柱高度保持不變，證明裝置氣密性好。8．(2018·云南民族大學(xué)附中期中)Ⅰ.現(xiàn)代以石油化工為基礎(chǔ)的三大合成資料除塑料外，還有________、________。Ⅱ.認(rèn)識(shí)一些用藥知識(shí)，有益于自我保健。藥品常用淀粉作黏合劑，淀粉水解的最后產(chǎn)物是________?，F(xiàn)有以下藥物：青霉素、阿司匹林、麻黃堿、抗酸藥(有效成分為碳酸鎂)。①此中屬于解熱鎮(zhèn)痛藥物的是_______，青霉素的作用_______。②碳酸鎂可治療胃酸過(guò)多的原理是(用離子方程式表示)________________。分析：Ⅰ.現(xiàn)代以石油化工為基礎(chǔ)的三大合成資料除塑料外，還有合成纖維和合成橡膠。Ⅱ.(1)淀粉屬于多糖，淀粉水解的最后產(chǎn)物為葡萄糖，淀粉水解的化學(xué)方程式為青霉素是消炎藥；阿司匹林擁有解熱鎮(zhèn)痛作用，用于治感冒；麻黃堿擁有止咳平喘作用，用于治療支氣管哮喘、鼻黏膜充血惹起的鼻塞等；抗酸藥用于治療胃痛，能中和胃里過(guò)多的鹽酸，緩解胃部不適。①屬于解熱鎮(zhèn)痛藥的是阿司匹林。青霉素的作用是抗菌消炎。②MgCO與胃里過(guò)多的HCl反響的離子方程式為MgCO＋2H33＋2＋===Mg＋CO2↑＋H2O。答案：Ⅰ.(1)合成纖維合成橡膠Ⅱ.(1)葡萄糖(2)①阿司匹林抗菌消炎3＋2＋22②MgCO＋2H===Mg＋CO↑＋HO1．以下圖是石油分餾塔的表示圖，a、b、c三種餾分中( )12A．a(chǎn)的沸點(diǎn)最高B．b的熔點(diǎn)最低C．c的均勻相對(duì)分子質(zhì)量最大D．每一種餾分都是純凈物分析：由題圖可知，a先分餾出來(lái)，c最后分餾出來(lái)，故熔沸點(diǎn)高低次序?yàn)閍<b<c，熔沸點(diǎn)越高，烴中含碳原子數(shù)越多，相對(duì)分子質(zhì)量越大，故c的均勻相對(duì)分子質(zhì)量最大；分餾獲取的每一種餾分均為混淆物，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，只有C項(xiàng)正確。答案：C2．對(duì)圖示中的變化表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．圖示實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)變化B．液體X溶液的pH>7，液體Y是一種黑色粘稠狀液體C．氣體Z易燃，可復(fù)原CuO，也可使溴水退色D．試管A中產(chǎn)生濃的白煙分析：此題考察煤的干餾實(shí)驗(yàn)，干餾產(chǎn)物有固態(tài)的焦炭；液態(tài)的氨氣、水等無(wú)機(jī)物和煤焦油等難溶于水的有機(jī)物；氣態(tài)的H2、CO、C2H4、CH4。煤的干餾是化學(xué)變化，A正確；液體X為氨水呈堿性pH>7，液體Y為煤焦油是粘稠液體，B正確；氣體H2、CO均易燃，可復(fù)原13CuO，C2H4能使溴水退色，C正確；試管A中產(chǎn)生黃色的煙，D錯(cuò)誤。答案：D3．以下對(duì)合成資料的認(rèn)識(shí)不正確的選項(xiàng)是( )A．有機(jī)高分子化合物稱(chēng)為聚合物或高聚物，是由于它們大多數(shù)是由小分子經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)而制得的C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的純凈物D．高分子資料可分為天然高分子資料和合成高分子資料兩大類(lèi)分析：聚乙烯是混淆物，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4．某高分子化合物含有以下構(gòu)造片段，對(duì)此構(gòu)造的剖析中正確的選項(xiàng)是( )A．它是縮聚反響的產(chǎn)物B．合成它的小分子是CH3OHC．合成它的小分子是CH3CH2COOCH3D．合成它的小分子是CH2===CHCOOCH3分析：由高分子構(gòu)造片段知鏈節(jié)為，單體為，由該單體反響生成高聚物的反響為加聚反響(近似乙烯)。答案：D5．(2018·襄陽(yáng)市期末)以下圖是丁烷(C4H10)裂解的實(shí)驗(yàn)流程。連結(jié)好裝置后，需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作有：①檢查整套裝置的氣密性；②排出裝置中的空氣；③給D、G裝置加熱等。G14后邊裝置以及鐵架臺(tái)等已省略；CuO能將烴氧化成CO2和H2O。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：催化劑丁烷裂解的可能方程式為C4H10――→CH4＋C3H6，__________________?！鲗?xiě)出甲烷與氧化銅反響的化學(xué)方程式__________________。若對(duì)反響后E裝置中的混淆物(溴水足量)，再按以下賤程實(shí)驗(yàn)：①分別操作Ⅰ和Ⅱ的名稱(chēng)分別是________、________(填字母)。a．蒸發(fā)b．過(guò)濾c．分液d．蒸餾Na2SO3溶液的作用是(用離子方程式表示)___________