專題17-化石燃料的綜合利用(人教版2019必修第二冊(cè))(原卷版)

2021-2022學(xué)年高一化學(xué)期末復(fù)習(xí)重點(diǎn)專題突破專題17化石燃料的綜合利用方法探究一、煤的組成和綜合利用1．煤的組成2．煤的加工方法及產(chǎn)品二、天然氣的組成和利用三、石油的組成和利用特別提醒1．煤的干餾必須是在隔絕空氣的條件下進(jìn)行的，原因是煤在高溫下與空氣中的O2易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2．煤的氣化、液化的主要目的是把煤轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉?，提高煤的燃燒效率?．煤的干餾、氣化、液化都是化學(xué)變化。4．石油的裂化、裂解均是化學(xué)變化，而石油的分餾是物理變化。5．石油分餾的目的是為了得到汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油；石油裂化的目的是為了提高輕質(zhì)油特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量；石油裂解的目的是為了得到乙烯、丙烯、丁二烯等短鏈不飽和烴。四、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1．三大合成材料塑料、合成橡膠、合成纖維，這三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。2．合成高分子化合物的常見反應(yīng)類型(1)加聚反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物通過加成反應(yīng)相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應(yīng)。如nCH2CH2①單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2==CH2。②鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復(fù)單元，如—CH2—CH2—。③聚合度：高分子化合物中的鏈節(jié)數(shù)，如聚乙烯中的n。(2)縮聚反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物通過縮合結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子化合物，同時(shí)有小分子(如H2O等)生成的反應(yīng)。如：典例剖析例1下列關(guān)于化石燃料的加工說法正確的是（）A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分餾是化學(xué)變化，可得到汽油、煤油C．煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣D．煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑【答案】C【解析】石油裂化主要得到更多的液態(tài)輕質(zhì)油，A錯(cuò)誤；石油的分餾是指在加熱條件下將石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過程屬于物理變化，B錯(cuò)誤；煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱的過程，其產(chǎn)物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣，C正確；由煤制取煤氣的過程中，煤中的碳與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，兩者的混合物被稱為“水煤氣”，這個(gè)過程發(fā)生的是化學(xué)變化，D錯(cuò)誤。例2下列關(guān)于高分子化合物與單體的說法中正確的是A．單體為一種物質(zhì)時(shí)，則單體只能發(fā)生加聚反應(yīng)B．在28g乙烯、丙烯和聚乙烯樹脂中，含有的碳原子數(shù)目為2NAC．可由兩種單體通過加聚反應(yīng)制得D．工程塑料ABS樹脂可由3種單體通過縮聚反應(yīng)制得【答案】B【詳解】A.單體為含有碳碳不飽和鍵的有機(jī)物，則單體可以發(fā)生加聚反應(yīng)；若單體為含有羥基(或氨基)和羧基的有機(jī)物，可以發(fā)生縮聚反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B.乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)和聚乙烯樹脂(C2H4)n，三種有機(jī)物最簡(jiǎn)式為CH2；所以28g混合有機(jī)物的量為28/14=2mol，含有的碳原子數(shù)目為2NA，B正確；C.乙二醇HO?CH2?CH2?OH和乙二酸HOOC?COOH發(fā)生縮聚反應(yīng)生成，C錯(cuò)誤；D.三種分子CH2=CH?CN、CH2=CH?CH=CH2和CH2=CH?C6H5均含有碳碳雙鍵，只能通過相互加成聚合成高分子，D錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)B。例3煤的干餾是煤綜合利用的重要途徑，如圖是實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置圖，回答下列問題：(1)反應(yīng)完全后，試管A中剩下的灰黑色固體是_________。(2)試管B中的液體分兩層，上層為澄清、透明的水溶液，能使酚酞變紅，是_________，下層的黑色黏稠物是_________。(3)C處點(diǎn)燃的氣體在工業(yè)上叫_________，其主要成分是_________?！敬鸢浮?1)焦炭(2)粗氨水

粗苯和煤焦油(3)

焦?fàn)t氣

H2、CO、CH4、C2H4【解析】(1)煤干餾得到焦炭，則反應(yīng)完全后，試管A中剩下的灰黑色固體是焦炭；(2)干餾產(chǎn)物經(jīng)過冷卻后，在試管中變?yōu)橐后w，上層是粗氨水，下層是煤焦油，粗氨水顯堿性，能使酚酞變紅，粗苯和煤焦油是黑色黏稠狀液體；(3)C處點(diǎn)燃的氣體在工業(yè)上叫焦?fàn)t氣，其主要成分是H2、CO、CH4、C2H4等，它們均是可燃性氣體。精選習(xí)題1．下列關(guān)于煤氣、液化石油氣和天然氣的說法正確的是（）A.煤氣主要成分是氫氣、甲烷、乙烯和一氧化碳B.液化石油氣是將甲烷壓縮后成為液態(tài)的燃料C.北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”火炬和家用打火機(jī)所用燃料均為丙烷,它是液化石油氣的成分之一D.家用液化石油氣與天然氣成分相同,但純度不同2．下列說法正確的是A．煤的干餾產(chǎn)物主要是各類有機(jī)物B．石油的分餾、裂化、裂解以及煤的干餾和液化都屬于化學(xué)變化C．從煤焦油中經(jīng)過分餾可以得到苯、甲苯等，說明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化、裂解說明烴在加熱條件下是可以分解的，并且碳鏈越長(zhǎng)，越易分解3．下列關(guān)于化石燃料的說法錯(cuò)誤的是A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．天然氣是一種清潔的化石燃料，它作為化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等D．煤中含有苯和甲苯，可以用分餾的方法把它們從煤中分離出來4．下列說法錯(cuò)誤的是石油分餾產(chǎn)品乙烯A．石油主要是由烴組成的混合物 B．①主要發(fā)生物理變化C．②包括裂化、裂解等過程 D．③是取代反應(yīng)5．食品保鮮膜的材質(zhì)有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等種類。下列敘述錯(cuò)誤的是A．等質(zhì)量的聚乙烯（PE）和乙烯完全燃燒消耗氧氣的量相等B．廢棄的PE和PVC均可回收利用以減少白色污染C．將PVC薄膜放入試管中加強(qiáng)熱，產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅D．PVC的單體可由PE的單體與氯化氫加成制得6．下列關(guān)于化石燃料及其使用的一些說法不正確的是A．煤的氣化是指將固態(tài)煤粉碎后高溫下變?yōu)闅鈶B(tài)，以使煤燃燒時(shí)能與氧氣充分接觸而完全燃燒B．天然氣除可用作清潔燃料外，還可用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等C．石油通過催化裂化過程可將重油裂化為汽油D．化石燃料是重要的化工原料，乙烯和苯就是分別來自于石油和煤的基本化工原料7．下列屬于物理變化的是①石油的分餾②煤的干餾③石油的裂化④鋁熱反應(yīng)⑤由乙烯制備聚乙烯⑥將氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧⑦乙烯催熟果實(shí)⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④ B．①②⑤⑦ C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨8．加熱聚丙烯廢塑料可以得到炭、氫氣、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如圖所示裝置探究廢塑料的再利用。下列敘述中不正確的是（）A.聚丙烯的鏈節(jié)是—CH2—CH2—CH2—B.裝置乙的試管中可收集到芳香烴C.裝置丙中的試劑可吸收烯烴以制取鹵代烴D.最后收集的氣體可作燃料9．有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是A．①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物，可通過分餾獲得苯C．②是放熱的過程D．B為甲醇或乙酸時(shí)，原子利用率均可達(dá)到100%10．工業(yè)上合成丁苯橡膠的反應(yīng)如下（反應(yīng)條件已略去）：。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．丁苯橡膠的兩種單體都屬于烴B．丁苯橡膠不能使溴水褪色C．上述反應(yīng)的原子利用率為100%D．丁苯橡膠屬于高分子化合物11．如圖所示把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，下列敘述錯(cuò)誤的是A．煤發(fā)生了化學(xué)變化，從Y中分離得到苯等芳香烴的過程為物理變化B．液體X的pH<7，Y是一種黑色黏稠狀液體C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D．硬質(zhì)玻璃管中最終無殘留物質(zhì)12．已知A、B、F是家庭中常見的有機(jī)物，E是石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，F(xiàn)是一種常見的高分子材料。根據(jù)下面轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題：(1)操作⑥、操作⑦的名稱分別為________、________。(2)下列物質(zhì)中沸點(diǎn)最高的是________。A．汽油B．煤油C．柴油D．重油(3)在①～⑤中屬于取代反應(yīng)的是________；原子利用率為100%的反應(yīng)是________(填序號(hào))。(4)寫出A、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A________、F________。(5)寫出反應(yīng)③的離子方程式：______________________________。(6)作為家庭中常見的物質(zhì)F，它給我們帶來了極大的方便，同時(shí)也造成了環(huán)境污染，這種污染稱為_____________。13．以原油為原科生產(chǎn)聚烯烴的流程如下：回答下列問題：(1)流程中②表示的加工方法是___________(填序號(hào))。A．分餾B．分液C．裂解D．干餾(2)C4～C10的混合物中含戊烷，請(qǐng)寫出戊烷的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：___________。(3)聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________。(4)丙烯與乙烯化學(xué)性質(zhì)相似。丙烯可以與水反應(yīng)生成丙醇，該反應(yīng)類型是___________，丙醇中官能團(tuán)的名稱是___________。(5)寫出加熱條件下，用丙醇(CH3CH2CH2OH)、乙酸和濃硫酸制取乙酸丙酯的化學(xué)方程式___________。14．將煤直接作為燃料燃燒，不但熱效率較低，且產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮氧化物等物質(zhì)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤的干餾是提高煤的利用率、生產(chǎn)重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室條件下探究煤干餾的現(xiàn)象及產(chǎn)物，裝置如圖所示，請(qǐng)回答有關(guān)問題：(1)煤干餾的條件是_______。(2)盛有冷水的燒杯的作用是__________________。(3)實(shí)驗(yàn)后檢驗(yàn)有粗氨水生成的操作是___________。(4)已知CO不能使溴水褪色，若將從具支試管支管口處逸出的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溴水褪色，則說明煤的干餾產(chǎn)生了_______________________。(5)點(diǎn)燃尾氣，火焰的顏色為________________________(6)從煤焦油中分離出苯、甲苯、二甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是_________________。鏈接高考1．（2021·山東）有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的是A．風(fēng)能發(fā)電 B．糧食釀酒 C．燃煤脫硫 D．石油裂化2．（2021·全國(guó)乙）我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。碳中和是指的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料 B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染 D．研發(fā)催化劑將還原為